Ett internationellt team av forskare har visat att glycin, den enklaste aminosyran och en viktig byggsten i livet, kan bildas under de hårda förhållanden som styr kemin i rymden.

Resultaten, publiceras i Natur astronomi , föreslå att glycin, och mycket troligt andra aminosyror, bildas i täta interstellära moln långt innan de förvandlas till nya stjärnor och planeter.

Kometer är det mest orörda materialet i vårt solsystem och återspeglar den molekylära sammansättningen som fanns när vår sol och planeter precis skulle bildas. Detekteringen av glycin i koma av kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko och i prover som återvänts till jorden från Stardust-uppdraget tyder på att aminosyror, som glycin, bildas långt före stjärnorna. Men tills nyligen, man trodde att glycinbildning krävde energi, sätta tydliga begränsningar för miljön där den kan bildas.

I den nya studien, det internationella teamet av astrofysiker och astrokemiska modellerare, mestadels baserad på Laboratory for Astrophysics vid Leiden Observatory, Nederländerna, har visat att det är möjligt för glycin att bildas på ytan av isiga dammkorn, i frånvaro av energi, genom "mörk kemi". Fynden motsäger tidigare studier som har föreslagit UV-strålning krävdes för att producera denna molekyl.

Dr Sergio Ioppolo, från Queen Mary University of London och huvudförfattare till artikeln, sade:"Mörk kemi hänvisar till kemi utan behov av energisk strålning. I laboratoriet kunde vi simulera förhållandena i mörka interstellära moln där kalla dammpartiklar täcks av tunna lager av is och sedan bearbetas genom att påverka atomer som orsakar prekursorarter att fragment och reaktiva mellanprodukter för att rekombinera."

Forskarna visade först metylamin, prekursorarten av glycin som upptäcktes i koma av kometen 67P, kunde bildas. Sedan, med en unik ultrahögvakuuminstallation, utrustad med en serie atomstrållinjer och noggranna diagnostiska verktyg, de kunde bekräfta att glycin också kunde bildas, och att närvaron av vattenis var avgörande i denna process.

Ytterligare undersökningar med astrokemiska modeller bekräftade de experimentella resultaten och gjorde det möjligt för forskarna att extrapolera data som erhållits på en typisk laboratorietidsskala på bara en dag till interstellära förhållanden, överbryggar miljoner år. "Ur detta finner vi att låga men betydande mängder glycin kan bildas i rymden med tiden, sa professor Herma Cuppen från Radboud University, Nijmegen, som var ansvarig för några av modelleringsstudierna inom tidningen.

"Den viktiga slutsatsen från detta arbete är att molekyler som anses vara byggstenar i livet bildas redan i ett skede som är långt innan stjärn- och planetbildningen börjar, sa Harold Linnartz, Direktör för Laboratory for Astrophysics vid Leiden Observatory. "En sådan tidig bildning av glycin i utvecklingen av stjärnbildande regioner innebär att denna aminosyra kan bildas mer allestädes närvarande i rymden och bevaras i större delen av isen innan den inkluderas i kometer och planetesimaler som utgör det material som i slutändan planeterna är gjorda."

"När den väl har bildats, glycin kan också bli en föregångare till andra komplexa organiska molekyler, " avslutade Dr. Ioppolo. "Efter samma mekanism, i princip, andra funktionella grupper kan läggas till glycinryggraden, vilket resulterar i bildandet av andra aminosyror, som alanin och serin i mörka moln i rymden. I slutet, detta anrikade organiska molekylära inventarium ingår i himlakroppar, som kometer, och levereras till unga planeter, som hände med vår jord och många andra planeter."