اكتشف العلماء جزيئًا في الفضاء يشير إلى أصل الحياة

اكتشف العلماء أكبر جزيء عضوي يحتوي على الكبريت، وهو عنصر أساسي للحياة، تم تحديده على الإطلاق في الفضاء بين النجوم. ويصف الباحثون هذا الاكتشاف بأنه “الحلقة المفقودة” في فهم العلماء للأصول الكونية لكيمياء الحياة.

الكبريت هو العنصر العاشر الأكثر وفرة في الكون ومكون حاسم للأحماض الأمينية والبروتينات والإنزيمات على الأرض. ولكن بينما اكتشف الباحثون سابقًا جزيئات حاملة للكبريت مشابهة لتلك المكتشفة حديثًا في المذنبات والنيازك، كان هناك نقص محير في الجزيئات الكبيرة بما في ذلك الكبريت في الفضاء بين النجوم، وهي المنطقة الشاسعة بين النجوم المتناثرة بسحب الغبار والغاز.

وقال ميتسونوري أراكي، العالم في معهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض في ألمانيا والمؤلف الرئيسي لدراسة حول هذا الاكتشاف، والتي نشرت الأسبوع الماضي في مجلة Nature Astronomy: “جاء الكبريت إلى الأرض من الفضاء منذ زمن طويل”.

“ومع ذلك، لم نجد سوى كمية محدودة جدًا من الجزيئات الحاملة للكبريت في الفضاء، وهو أمر غريب. يجب أن تكون موجودة بكميات ضخمة، ولكن من الصعب جدًا العثور عليها.”

اقترح فريق مختلف من الباحثين سابقًا أن الكبريت قد يبدو نادرًا في الفضاء لأنه محصور في الجليد الكوني، مختبئًا على مرأى من الجميع بدلاً من أن يكون مفقودًا.

وبالتالي فإن الاكتشاف الجديد يضيف قطعة مهمة إلى هذا اللغز. وقال أراكي: “هذا هو أكبر جزيء يحمل الكبريت تم العثور عليه في الفضاء على الإطلاق، بـ 13 ذرة”. “قبل هذا، كان أكبرها يحتوي على تسع ذرات فقط، لكنها كانت بالفعل حالة نادرة، لأن معظم الجزيئات الحاملة للكبريت المكتشفة كانت تحتوي على ثلاث أو أربع أو خمس ذرات فقط.”

وأضاف أن العثور على جزيئات أكبر أمر مهم، لأنه يساعد على سد الفجوة الموجودة بين الكيمياء البسيطة الموجودة في الفضاء والوحدات الأساسية للحياة الأكثر تعقيدًا والتي تم اكتشافها في المذنبات والنيازك.

يُطلق على الجزيء، الذي يحتوي أيضًا على الكربون والهيدروجين، اسم 2,5-cyclohexadiene-1-thione، ويُضاف إلى قائمة متزايدة تضم أكثر من 300 جزيء تمت ملاحظتها في الفضاء حتى الآن. وقال أراكي إن النتائج تشير إلى أنه يمكن اكتشاف العديد من الجزيئات التي تحتوي على الكبريت، وربما أكبر، في المستقبل.

حضانات النجوم

تم العثور على الجزيء داخل سحابة جزيئية تسمى G+0.693–0.027 على بعد حوالي 27000 سنة ضوئية من الأرض، بالقرب من مركز مجرتنا.

السحب الجزيئية عبارة عن تركيزات باردة وكثيفة من الغبار والغاز تسمح بتكوين الجزيئات. إنها بمثابة حضانات نجمية حيث تخلق الجاذبية كتلًا تصبح في النهاية نجومًا صغيرة.

وقال فاليريو لاتانزي، وهو أيضًا عالم في معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض ومؤلف مشارك في الدراسة: “السحابة الجزيئية هي المكان الذي يحدث فيه تكوين النجوم”.

وأضاف لاتانزي أن بعض هذه السحب ستؤدي في النهاية إلى تكوين أنظمة كوكبية مثل نظامنا الشمسي. وقال: “المكونات المضمنة في السحابة الجزيئية سيتم نقلها إلى الكواكب”. “نحن نحاول معرفة المكونات التي ستشكل الحياة في النهاية، ونحاول أن نفهم كيف يمكننا أن نصل إلى الحياة كما نعرفها على الأرض من جزيئات بسيطة. ونحاول إضافة عناصر إلى هذه الصورة، واحدًا تلو الآخر”.

قام الباحثون أولاً بتصنيع الجزيء عن طريق تطبيق تفريغ كهربائي على مادة تسمى الثيوفينول، وهو سائل ذو رائحة كريهة يحتوي على الكبريت والكربون والهيدروجين. ثم حصلوا بعد ذلك على “بصمة راديوية” دقيقة للغاية للجزيء، وقارنوها ببيانات التلسكوب الموجودة من مراقبة السحابة، والتي تم جمعها بواسطة التلسكوبات الراديوية IRAM-30m وYebes في إسبانيا.

وقال لاتانزي: “لقد رأينا من الملاحظات السابقة أن جزيئات الكبريت كانت وفيرة جدًا في هذه السحابة”. “لهذا السبب كان هدفًا جيدًا جدًا بالنسبة لنا. نعتقد أن أحد الأصول المحتملة للحياة على الأرض هو من خلال اصطدامات وتأثيرات أنظمة الجسم الصغيرة مثل المذنبات والنيازك مع كوكبنا في الماضي، والتي ربما جلبت معها جزيئات معقدة، بما في ذلك تلك التي تحتوي على الكبريت. لذلك هذا ما نحاول القيام به – لربط هذه الحلقات المفقودة في المسار لتكوين الحياة كما نعرفها في النهاية”.

“قصة بوليسية مثيرة”

ووصفت كيت فريمان، أستاذة علوم الأرض بجامعة إيفان بوغ بجامعة ولاية بنسلفانيا، الدراسة بأنها “قصة بوليسية مثيرة أصبحت ممكنة بفضل التلسكوبات الراديوية القوية واستراتيجية البحث الجيدة حقًا”.

وقال فريمان، الذي لم يشارك في البحث، إنه من المعروف أن النيازك تحتوي على مركبات كبريتية كبيرة ومعقدة، ومن المحتمل أنهم أوصلوا الكثير منها إلى الأرض للمساعدة في تمهيد الطريق لكيمياء الحياة.

وأضافت في رسالة بالبريد الإلكتروني: “ومع ذلك، لم نكن نعرف حقًا كيف وصلت هذه المركبات إلى النيازك أو أجرامها الكوكبية السابقة”. “نحن نعلم الآن أن هناك على الأقل احتمالًا جيدًا لاستخلاص بعضها من خارج النظام الشمسي، من مناطق غنية بالجزيئات في مجرتنا مثل المنطقة التي درسها المؤلفون.”

يعد الكبريت واحدًا من ستة عناصر أساسية للحياة على الأرض، وربما كان عنصرًا حاسمًا في الحياة المبكرة على الأرض، حيث يوفر الوقود الحيوي للميكروبات القديمة، وفقًا لسارة راسل، أستاذة علوم الكواكب في متحف التاريخ الطبيعي في لندن.

وقال راسل، الذي لم يشارك في الدراسة، في رسالة بالبريد الإلكتروني: “إن وجود جزيئات عضوية معقدة في مركز مجرتنا درب التبانة يعني أن المواد المهمة بيولوجيا قد تكون موجودة في كل مكان في الفضاء”. “إن العثور على مثل هذه الجزيئات على مسافة طويلة من كوكبنا الأصلي يشير أيضًا إلى أن عمليات مماثلة قد تحدث في مكان آخر، مما يجعل وجود الحياة على كوكب آخر أكثر احتمالاً قليلاً.”

وقال رايان فورتنبيري، الأستاذ المشارك في الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة ميسيسيبي، إن النتائج أثارت إعجابه. وقال فورتنبيري عبر البريد الإلكتروني: “يوجد الكبريت كذرة في مكان خاص جدًا في الجدول الدوري. وله كيمياء فريدة تسمح للجزيئات بفعل أكثر بكثير مما يسمح به الأكسجين والنيتروجين والكربون فقط”. “إن العثور على جزيئات تحتوي على الكبريت يساعدنا على تحديد المكان الذي يمكن أن تبدأ فيه الحياة، وأين يمكن أن تنتهي بشكل أفضل.”

وأضاف فورتنبيري، الذي لم يكن أيضًا جزءًا من الدراسة، أنه منذ أكثر من 50 عامًا، كان العثور على أي جزيئات في الفضاء بمثابة معجزة.

وقال: “كان التفكير الشائع هو أن البيئة القاسية ستؤدي ببساطة إلى تفكيكها، والآن نجد جزيئات تحتوي على 13 ذرة وبعضها يحتوي على عشرات الذرات”.

“إن الجزيئات أكثر مرونة مما أعطيناها الفضل فيه، وقد أظهرت لنا التلسكوبات أن كيمياء الفضاء أكثر ثراء بكثير مما كنا نتخيل. وأتوقع تماما أننا سوف نجد الأحماض الأمينية في الفضاء خارج نظامنا الشمسي.”

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com