اخترشناسان مؤسسه ماکس پلانک برای فیزیک فرازمینی (MPE) و مرکز اخترزیستشناسی CSIC-INTA (CAB)، هنگام بررسی ابر مولکولی G+0.693–0.027 — ناحیهای ستارهزا در فاصله حدود ۲۷ هزار سال نوری از زمین و نزدیک به مرکز کهکشان راه شیری — برای نخستین بار این مولکول پیچیده را در فضای میانستارهای شناسایی کردند. این کشف بزرگترین مولکول حاوی گوگرد است که تاکنون فراتر از زمین آشکار شده و پیامدهای مهمی برای مطالعه خاستگاه کیهانی حیات دارد.
پژوهشگران با ترکیب رصدهای نجومی و آزمایشهای آزمایشگاهی، وجود این مولکول ششعضوی و ۱۳ اتمی را در ناحیهای از فضا تأیید کردند که از نظر شرایط، مشابه ابرهای گاز و غباری (سحابیها) است که از دل آنها سامانههای ستارهای جدید شکل میگیرند. تیم تحقیقاتی این مولکول را در آزمایشگاه نیز سنتز کرد: آنها مایع «تیوفنول» (C₆H₅SH) — هیدروکربنی مرتبط — را در معرض تخلیه الکتریکی ۱۰۰۰ ولتی قرار دادند و سپس با استفاده از یک طیفسنجِ ویژه که بهطور اختصاصی ساخته شده بود، محصولات واکنش را بررسی کردند. این کار امکان اندازهگیری دقیق تابشهای رادیوفرکانسی مولکولهای تیپینِ حاصل را فراهم کرد.
© اعتبار: ESO / ال. کالسادا / تی. مولر (MPIA/HdA)
در گام بعد، امضای طیفی بهدستآمده در آزمایشگاه با دادههای رصدی اخترشناسان CAB مقایسه شد؛ دادههایی که با تلسکوپهای رادیویی ۳۰ متری IRAM و ۴۰ متری یِبِس در اسپانیا جمعآوری شده بودند. تا پیش از این، اخترشناسان در فضای میانستارهای تنها ترکیبات کوچکِ گوگرددار با شش اتم یا کمتر را شناسایی کرده بودند؛ موادی که نقش مهمی در ساختار پروتئینها و آنزیمها دارند. در مقابل، مولکولهای بزرگترِ حاوی گوگرد — مانند تیپین — دستنیافتنی باقی مانده بودند و همین موضوع شکافی میان انواع ترکیبات آلی یافتشده در شهابسنگها و شیمی مشاهدهشده در فضا ایجاد میکرد. مولکول تازه کشفشده تیپین از نظر ساختاری با مولکولهایی که در نمونههای شهابسنگی یافت شدهاند، خویشاوندی دارد.
این یافته برای نخستین بار پیوندی روشن میان اخترشیمی و حیات بر روی زمین نشان میدهد. «میتسونوری آراکی»، نویسنده اصلی مقاله و پژوهشگر MPE، میگوید: «این نخستین شناسایی بیابهام یک مولکول پیچیده، حلقهای و حاوی گوگرد در فضای میانستارهای است — و گامی حیاتی برای درک پیوند شیمیایی میان فضا و سازههای بنیادین حیات بهشمار میآید.» «والریو لاتانزی»، از دیگر پژوهشگران MPE، میافزاید: «نتایج ما نشان میدهد که یک مولکول ۱۳ اتمی با ساختاری مشابه آنچه در دنبالهدارها دیده میشود، هماکنون در یک ابر مولکولی جوان و فاقد ستاره وجود دارد. این امر ثابت میکند که زمینه شیمیایی لازم برای حیات، بسیار پیش از شکلگیری ستارگان آغاز میشود.»
این کشف حاکی از آن است که احتمالاً شمار زیادی از مولکولهای پیچیدهترِ حاوی گوگرد هنوز در فضای میانستارهای شناسایی نشدهاند. همچنین این نتایج از یافتههای اخیر دانشگاه آرهوس و مؤسسه تحقیقات هستهای پشتیبانی میکند؛ پژوهشهایی که نشان دادند «پپتیدها» — یکی دیگر از اجزای حیاتی برای شکلگیری حیات — میتوانند بهطور خودبهخود در فضای میانستارهای تشکیل شوند. مجموع این دستاوردها نشان میدهد که ریشههای حیات در فضا نهفته است و مواد اولیه آن بسیار فراوانتر از آن چیزی است که پیشتر تصور میشد.
در واقع، کشف تیپین چشمانداز ما را نسبت به شیمی کیهانی گسترش میدهد. حضور چنین مولکولهای پیچیدهای در ابرهای مولکولی سرد و تاریک، که هنوز ستارهای در آنها متولد نشده، نشان میدهد که واکنشهای شیمیایی پیشرفته میتوانند در شرایطی بهظاهر نامساعد رخ دهند. این امر به نوبه خود بر مدلهای مربوط به تکامل شیمیایی کهکشانها و شکلگیری سامانههای سیارهای اثر میگذارد. اگر ترکیبات حلقهایِ گوگرددار در مراحل اولیه و پیش از تولد ستارگان پدید میآیند، پس سیاراتی که بعدها شکل میگیرند ممکن است از همان آغاز به مواد پیچیده و بالقوه زیستساز دسترسی داشته باشند.
از سوی دیگر، پیوند ساختاری تیپین با مولکولهای یافتشده در شهابسنگها، نشان میدهد که انتقال مواد آلی از محیط میانستارهای به سامانههای سیارهای — از جمله منظومه شمسی — سناریویی محتمل است. این موضوع با ایدهای سازگار است که میگوید بخشی از مواد اولیه حیات روی زمین، ممکن است ریشهای فرازمینی داشته باشد. هرچه ابزارهای رصدی حساستر و مدلهای آزمایشگاهی دقیقتر شوند، انتظار میرود مولکولهای پیچیدهتری نیز در ابرهای مولکولی و قرصهای پیشسیارهای شناسایی شوند.
در نهایت، این کشف یادآور آن است که مرز میان شیمی آلی زمینی و شیمی کیهانی چندان هم پررنگ نیست. کیهان آزمایشگاهی پهناور است که در آن، واکنشها در مقیاسهای زمانی طولانی و در شرایط متنوع رخ میدهند. شناسایی تیپین نهتنها رکوردی تازه در فهرست مولکولهای گوگرددار میانستارهای ثبت کرده، بلکه پلی مفهومی میان فضا و منشأ حیات ساخته است. شاید پاسخ بسیاری از پرسشهای ما درباره چگونگی آغاز حیات، در همان ابرهای سرد و دوردست نهفته باشد — جایی که شیمی، بیوقفه و آرام، زمینههای زندگی را فراهم میکند.