Một nhóm các nhà khoa học từ nhiều quốc gia đã chỉ ra rằng glycine - axit amin đơn giản nhất và là thành phần quan trọng của sự sống - có thể hình thành trong những điều kiện khắc nghiệt chi phối đặc điểm hóa học của vũ trụ.
Kết quả nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Astronomy gợi ý rằng glycine (C2H5NO2) và có lẽ nhiều axit amin khác được hình thành trong những đám mây liên sao đậm đặc trước khi chúng di chuyển vào các sao và hành tinh mới hình thành.
Các sao chổi là vật liệu nguyên sơ nhất trong Hệ Mặt Trời và chúng phản ánh thành phần phân tử tồn tại vào thời điểm Mặt Trời và các hành tinh sắp hình thành. Việc phát hiện ra glycine trong lớp phủ của sao chổi 67P/Churyumov-Gerasimenko và trong những mẫu vật chất được chuyển về Trái Đất từ nhiệm vụ Stardust gợi ý rằng các axit amin (chẳng hạn như glycine) đã hình thành sớm hơn các ngôi sao. Tuy nhiên, cho tới gần đây thì glycine vẫn được cho rằng cần nhiều năng lượng để hình thành, dẫn tới việc có những giới hạn rõ ràng đối với môi trường mà ở đó nó có thể ra đời.
Trong nghiên cứu mới, nhóm nghiên cứu gồm các nhà vật lý thiên văn và các nhà mô hình hóa học thiên văn quốc tế (mà chủ yếu là ở Phòng thí nghiệm Vật lý thiên văn thuộc Đài quan sát Leiden, Hà Lan) đã cho thấy glycine có thể hình thành trên bề mặt của những hạt bụi băng trong điều kiện thiếu năng lượng, thông qua quá trình mà các nhà khoa học gọi là "hóa học tối". Phát hiện này mâu thuẫn với các nghiên cứu trước đây cho rằng cần phải có bức xạ tử ngoại để tạo ra phân tử này.
Tiến sĩ Sergio Ioppolo từ Đại học Queen Mary ở London (Anh), đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Hóa học tối là chỉ hóa học không cần tới sự có mặt của bức xạ năng lượng. Trong phòng thí nghiệm chúng tôi có thể mô phỏng các điều kiện trong những đám mây liên sao nơi mà những hạt bụi lạnh được bao phủ bởi những lớp băng mỏng và sau đó sự va chạm giữa các nguyên tử khiến các kết cấu ban đầu vỡ ra và tái kết hợp ngay tức khắc."
Các nhà khoa học đã lần đầu tiên cho thấy methylamine (CH3NH2) - tiền thân của glycine đã được phát hiện trong lớp phủ của sao chổi 67P - có thể hình thành. Tiếp theo, sử dụng điều kiện chân không cao được thiết lập với một loạt những dòng nguyên tử và các công cụ chẩn đoán chính xác, họ đã có thể xác nhận được rằng glycine cũng có thể hình thành, và sự có mặt của nước đá là cần thiết cho quá trình này.
Harold Linnartz - Giám đốc Phòng thí nghiệm Vật lý thiên văn của Đài quan sát Leiden - cho biết: "Kết luận quan trọng rút ra từ nghiên cứu này là các phân tử được coi là những khối kiến tạo nên sự sống đã hình thành ở một giai đoạn trước khi sao và hành tinh hình thành. Sự hình thành sớm như vậy của glycine trong quá trình tiến hóa của các vùng tạo sao chỉ ra rằng axit amin này có thể hình thành phổ biến hơn trong không gian và được bảo quản trong băng trước khi đi vào các sao chổi và các vi thể hành tinh mà sau này là những vật liệu tạo thành các hành tinh."
"Một khi đã hình thành, glycine có thể trở thành tiền thân của những phân tử hữu cơ phức tạp khác," Ioppolo kết luận. "Theo cơ chế tương tự, về nguyên tắc, những nhóm đặc tính khác có thể được thêm vào để kết quả là tạo thành những axit amin khác như alanine và serine trong những đám mây tối ngoài vũ trụ. Cuối cùng, đám phân tử hữu cơ giàu có này được đưa vào các thiên thể như sao chổi và chuyển tới các hành tinh trẻ, như cách mà nó đã xảy ra với Trái Đất và nhiều hành tinh khác."
Bryan
Theo Phys.org
