• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Hur livets byggstenar kan bildas i rymden

    Lågenergielektroner, skapad i materia av rymdstrålning (t.ex. galaktiska kosmiska strålar, GCR, etc.), kan inducera bildning av glycin (2HN-CH2-COOH) i astrofysiska molekylisar; här, isiga korn av interstellärt damm (eller is på planetariska satelliter) simuleras av ammoniak, metan och koldioxid kondenseras vid 20 K på Pt i UHV, och bestrålas med 0-70 eV LEEs. KREDIT:Public domain image från NASA, Hubble, STScI. Stjärnbildande region (skapelsens pelare) i örnnebulosan. Kredit:American Institute of Physics (AIP)

    I ett laboratorieexperiment som efterliknar astrofysiska förhållanden, med kryogena temperaturer i ett ultrahögt vakuum, forskare använde en elektronpistol för att bestråla tunna isskivor täckta av grundläggande molekyler av metan, ammoniak och koldioxid. Dessa enkla molekyler är ingredienser för livets byggstenar. Experimentet testade hur kombinationen av elektroner och grundläggande materia leder till mer komplexa biomolekylformer – och kanske så småningom till livsformer.

    "Du behöver bara rätt kombination av ingredienser, ", sa författaren Michael Huels. "Dessa molekyler kan kombineras, de kan reagera kemiskt, under rätt förutsättningar, att bilda större molekyler som sedan ger upphov till de större biomolekylerna vi ser i celler som komponenter i proteiner, RNA eller DNA, eller fosfolipider."

    Rätt förutsättningar, i rymden, inkluderar joniserande strålning. I rymden, molekyler utsätts för UV-strålar och högenergistrålning inklusive röntgenstrålar, gammastrålning, stjärn- och solvindpartiklar och kosmiska strålar. De utsätts också för lågenergielektroner, eller LEEs, produceras som en sekundär produkt av kollisionen mellan strålning och materia. Författarna undersökte LEEs för en mer nyanserad förståelse av hur komplexa molekyler kan bildas.

    I deras papper, publiceras i Journal of Chemical Physics , författarna exponerade flerskiktsis bestående av koldioxid, metan och ammoniak till LEE och använde sedan en typ av masspektrometri som kallas temperaturprogrammerad desorption (TPD) för att karakterisera molekylerna som skapas av LEE.

    Under 2017, använder en liknande metod, dessa forskare kunde skapa etanol, en icke -väsentlig molekyl, från endast två ingredienser:metan och syre. Men det här är enkla molekyler, inte alls lika komplexa som de större molekylerna som är livets grejer. Detta nya experiment har gett en molekyl som är mer komplex, och är avgörande för livet på jorden:glycin.

    Glycin är en aminosyra, gjord av väte, kol, kväve och syre. Att visa att LEE kan omvandla enkla molekyler till mer komplexa former illustrerar hur livets byggstenar kunde ha bildats i rymden och sedan kommit till jorden från material som levererats via komet- eller meteoritnedslag.

    I deras experiment, för varje 260 exponeringselektroner, en molekyl glycin bildades. Försöker veta hur realistisk denna bildningshastighet var i rymden, inte bara i laboratoriet, forskarna extrapolerade för att bestämma sannolikheten att en koldioxidmolekyl skulle stöta på både en metanmolekyl och en ammoniakmolekyl och hur mycket strålning de, tillsammans, kan stöta på.

    "Du måste komma ihåg - i rymden, det finns mycket tid, ", sa Huels. "Tanken var att få en känsla för sannolikheten:Är detta en realistisk avkastning, eller är detta en mängd som är helt galen, så lågt eller så högt att det inte är vettigt? Och vi finner att det faktiskt är ganska realistiskt för en hastighet av bildandet av glycin eller liknande biomolekyler."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com