شکل پیچیده کربن برای اولین بار خارج از منظومه شمسی شناسایی شد

شکل پیچیده‌ای از کربن که برای حیات روی زمین ضروری است، برای اولین‌بار در خارج از منظومه‌ی شمسی مشاهده شد. کشف مولکول‌های کربنی پیچیده کمک می‌کند تا نشان دهیم که چگونه ترکیبات مورد نیاز برای حیات می‌توانند از فضا سرچشمه بگیرند.

فراوان‌ترین شکل کربن در جهان، کربنی است که در گاز کربن مونوکسید یافت می‌شود، اما مشخص نیست که چگونه کربن موجود در گاز کربن مونوکسید به ترکیبات پیچیده‌ی موجود در حیات بیولوژیکی که معمولاً حاوی پیوندهای شیمیایی قوی‌تری هستند، تبدیل می‌شود.

ستاره‌شناسان سیارک‌هایی مانند «ریوگو» را مشاهده کرده‌اند که حاوی ترکیباتی با پیوندهای کربنی قوی‌تر است. تصور می‌شود که چنین سنگ‌هایی ممکن است مواد تشکیل‌دهنده‌ی حیات را به زمین رسانده باشند؛ اما منبع اصلی این ترکیبات کربنی هنوز به خوبی شناخته نشده است.

به‌گزارش نیوساینتیست، اکنون برت مک‌گوایر، استادیار شیمی در موسسه‌ی فناوری ماساچوست به همراه همکارانش به دنبال یک مولکول پیچیده و کربنی به نام پیرن در ناحیه‌‌ای ستاره‌زایی به نام ابر مولکولی برج ثور (Taurus) بوده‌اند. این ابر در فاصله‌ی ۴۳۰ سال نوری از زمین یکی از نزدیک‌ترین ابرها به زمین است.

تشخیص دقیق پیرن خالص با امواج رادیویی چندان آسان نیست، بنابراین مک‌گوایر و همکارانش در‌عوض به دنبال سیانوپیرن بودند که در آن پیرن به یک مولکول سیانید متصل است. تیم تحقیقاتی برای تأیید تشخیص خود، سیگنال‌های رادیویی از فضا را با اثر رادیویی سیانوپیرن که در آزمایشگاه تولید و اندازه‌گیری کرده بودند، مقایسه کردند. مک‌گوایر و همکارانش در ابر مولکولی ثور با موفقیت مولکول سیانوپیرن را شناسایی کردند.

به گفته‌ی مک‌گوایر، ابری که محققان، سیانوپیرن را در آن دیدند، بسیار سرد، در حدود ۱۰ درجه بالای صفر مطلق (منفی ۲۶۳ درجه سانتی‌گراد) است که یعنی ما شاهد وجود این ترکیبات کربنی در مرحله‌ای بسیار قبل از تشکیل ستاره هستیم.

مک‌گوایر می‌گوید: «اکنون، ما هر دو انتهای این چرخه‌ی حیات را می‌بینیم. ما در حال مشاهده‌ی سوابق باستان‌شناسی شیمیایی در منظومه شمسی خود در سیارک‌ها و روی زمین هستیم و اکنون به گذشته در مکانی نگاه می‌کنیم که در آن منظومه‌ی شمسی دیگری شکل می‌گیرد و همین مولکول‌ها را در حال شکل‌گیری در آنجا می‌بینیم. ما شاهد شروع ثبت باستان‌شناسی هستیم.»

مک‌گوایر توضیح می‌دهد که با تشخیص سیانوپیرن در یک ابر بسیار سرد و ستاره‌ساز، محققان اساساً مراحل ابتدایی تشکیل منظومه‌‌ی شمسی را مدت‌ها قبل از تشکیل ستاره‌ها مشاهده می‌کنند. کشف تیم تحقیقاتی بسیار مهم است؛ زیرا نشان می‌دهد که ترکیبات کربنی پیچیده، مانند ترکیبات مورد نیاز برای حیات، حتی قبل از شکل‌گیری منظومه شمسی وجود دارند.

مک‌گوایر می‌گوید با فرض اینکه سیگنال رادیویی تیمش که از ابر مولکولی ثور مشاهده کردند، مشابه سیگنال‌های موجود در سایر مناطق فضا باشد، یعنی سیانوپیرن احتمالاً در سراسر جهان بسیار رایج و احتمالاً یکی از بزرگترین مخازن شیمیایی کربن پیچیده در جهان است. این نشان می‌دهد که سیانوپیرن می‌تواند در فرآیندهای شیمیایی که به تشکیل حیات در سایر نقاط جهان منجر می‌شود، نقش مهمی ایفا کند.

مارتین مک‌کوسترا، از دانشگاه هریوت وات در بریتانیا، توضیح می‌دهد که یافتن پیرن و ترکیبات کربنی پیچیده‌ی مرتبط با آن، مانند سیانوپیرن در ابر بسیار سرد و ستاره‌ساز به شیمیدانان امکان می‌دهد تا نقشه‌برداری از واکنش‌های شیمیایی خاص و مسیرهایی را که ممکن است در نهایت به تشکیل عناصر سازنده‌ی حیات مانند اسیدهای نوکلئیک منجر شوند، روی زمین آغاز کنند.

با‌این‌حال، مک‌کوسترا خاطرنشان می‌کند که توضیح چگونگی شکل‌گیری مولکول‌های پیرن در ابتدا ساده نیست. اکنون محققان می‌پرسند چه عناصر و شرایط دیگری در ابر بسیار سرد و ستاره‌ساز می‌تواند به تشکیل پیرن و ترکیبات مشابه منجر شود. یافتن مولکول پیرن در ابر سرد درک عمیق‌تری از شیمی پیچیده مرتبط با مولکول‌های آروماتیک مانند پیرن ارائه می‌دهد و دانش ما را در مورد اینکه چگونه چنین ترکیباتی ممکن است به پایه‌های زندگی کمک کنند، غنی می‌کند.