با استفاده از آرایه‌ی بزرگ میلی‌متری/زیرمیلی‌متری آتاکاما (ALMA)، گروهی بین‌المللی از اخترشناسان موفق به شناسایی ۱۷ مولکول آلی پیچیده (COMs) در دیسکی پیش‌سیاره‌ای شدند که ستاره‌ای دوردست را در بر گرفته است. در میان این مولکول‌ها، برای نخستین‌بار، حضور احتمالی دو ترکیب بسیار مهم یعنی اتیلن گلیکول (CH2OH)2(CH₂OH)₂(CH2OH)2 و گلیکولونیتریل (HOCH2CN)(HOCH₂CN)(HOCH2CN) گزارش شده است؛ موادی که به‌عنوان پیش‌ساز اسیدهای آمینه و مواد اولیه تشکیل‌دهنده حیات شناخته می‌شوند.
گرچه این ترکیبات پیش‌تر نیز در فضا شناسایی شده بودند، اما این نخستین‌باری‌ست که چنین مولکول‌هایی در دیسک شکل‌گیری سیارات اطراف یک ستاره‌ی نوزاد دیده می‌شوند — کشفی که می‌تواند سرنخ‌هایی بسیار مهم درباره‌ی منشأ حیات در جهان به ما بدهد.
این تحقیق به سرپرستی «ابوبکر فادول»، دانشمند مهمان در دپارتمان شکل‌گیری سیاره‌ها و ستارگان در مؤسسه‌ی ماکس پلانک برای نجوم (MPIA) انجام شد. او همراه با همکارانی از دانشگاه‌های هاروارد، کلمبیا، پردو، برکلی و میشیگان در این پروژه شرکت داشت. یافته‌های آن‌ها به‌تازگی در نشریه‌ی اخترشناسی و ژورنال اخترفیزیک منتشر شده است.
مولکول‌های آلی در دل یک ستاره نوزاد
مولکول‌های شناسایی‌شده در اطراف ستاره‌ای به نام V883 Orionis یافت شدند؛ یک پیش‌ستاره در فاصله‌ی ۱۳۵۰ سال نوری از زمین، در صورت‌فلکی شکارچی (Orion). این مولکول‌های آلی پیچیده، ساختارهایی با بیش از پنج اتم و حداقل یک اتم کربن دارند. گلیکولونیتریل، که در این تحقیق شناسایی شد، پیش‌ساز اسیدهای آمینه‌ای چون گلایسین و آلانین و همچنین باز نوکلئوتیدی آدنین (یکی از چهار جزء سازنده DNA و RNA) است.
این کشف گام مهمی در حل یک معمای دیرینه در مورد چگونگی شکل‌گیری مولکول‌های آلی در منظومه‌های ستاره‌ای به‌شمار می‌آید.
چالش سناریوی “بازتنظیم” و یافته‌ای خلاف انتظار
منبع: A. Angelich (NRAO/AUI/NSF) / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
در مسیر تبدیل یک ستاره‌ی سرد اولیه به ستاره‌ای جوان با دیسک پیش‌سیاره‌ای، امواج شوک و تابش‌های شدید اغلب به‌قدری خشن هستند که مولکول‌های پیچیده‌ای را که در مراحل اولیه شکل گرفته‌اند، نابود می‌کنند. به همین دلیل، نظریه‌ای با عنوان سناریوی بازتنظیم (reset scenario) مطرح شده بود که بر اساس آن، مولکول‌های آلی باید بار دیگر از ابتدا در دیسک‌های سیاره‌ساز تولید شوند.
اما بر اساس گفته‌ی دکتر «کمبر شوارتز»، اخترشناس MPIA و نویسنده‌ی همکار مقاله:
«اکنون به نظر می‌رسد که برعکس آن درست باشد. یافته‌های ما نشان می‌دهد که دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای، مولکول‌های پیچیده را از مراحل اولیه‌ی شکل‌گیری به ارث می‌برند و روند شکل‌گیری این مولکول‌ها می‌تواند در طول مرحله‌ی دیسک نیز ادامه یابد.»
مشکل اصلی سناریوی بازتنظیم آن بود که زمان لازم برای تشکیل مجدد این مولکول‌ها در دیسک‌ها کافی به‌نظر نمی‌رسید. اما نتایج جدید نشان می‌دهد که شرایط مناسب برای شکل‌گیری مواد زیستی بسیار زودتر از شکل‌گیری سیاره‌ها فراهم بوده است.
مواد اولیه‌ی حیات از روزهای آغازین کهکشان‌ها
ابوبکر فادول اضافه می‌کند:
«یافته‌ی ما مسیر مستقیمی از غنی‌سازی شیمیایی و افزایش پیچیدگی از ابرهای میان‌ستاره‌ای تا منظومه‌های سیاره‌ای را نشان می‌دهد.»
این بدان معناست که بلوک‌های سازنده‌ی حیات از همان مراحل اولیه در منظومه‌های ستاره‌ای وجود داشته‌اند. در گذشته نیز مولکول‌های آلی ساده‌تری چون متانول در “مهدهای ستاره‌ای” کشف شده بودند، اما این تحقیق سطحی بسیار پیچیده‌تر را آشکار کرده است.
دکتر «توشار سوهساریا»، رئیس آزمایشگاه منشأ حیات در MPIA نیز می‌گوید:
«ما اخیراً دریافتیم که اتیلن گلیکول می‌تواند از تابش فرابنفش به اتانول‌آمین — که به‌تازگی در فضا کشف شده — تشکیل شود. این یافته نشان می‌دهد که این ماده می‌تواند هم در مراحل اولیه، و هم در مراحل پیشرفته‌تر که تابش‌های فرابنفش غالب‌اند، به‌وجود آید.»
مولکول‌های حیات، از دنباله‌دارها تا ستاره‌های جوان
منبع: ناسا / JPL-کلتک
آمینو اسیدها، قندها و بازهای نوکلئوتیدی (اجزای سازنده‌ی DNA و RNA) پیش‌تر در شهاب‌سنگ‌ها و دنباله‌دارهای منظومه‌ی شمسی یافت شده‌اند. از آن‌جایی که این مولکول‌ها در دماهای پایین تشکیل می‌شوند، درون این اجرام کیهانی احتمالاً به‌وفور یافت می‌شوند.
در مورد V883 Orionis نیز، با گرم شدن گازهای اطراف ستاره در حال رشد، مولکول‌های آلی آزاد شده و توسط ALMA شناسایی شدند. شوارتز می‌گوید:
«مولکول‌های پیچیده‌ای چون اتیلن گلیکول و گلیکولونیتریل، در فرکانس‌های رادیویی تابش می‌کنند و ALMA برای شناسایی این سیگنال‌ها ایده‌آل است. با اینکه این یافته بسیار هیجان‌انگیز است، اما هنوز همه‌ی نشانه‌ها را به‌طور کامل رمزگشایی نکرده‌ایم. داده‌های دقیق‌تر ممکن است نه‌تنها این کشفیات را تأیید کنند، بلکه مواد شیمیایی پیچیده‌تری را نیز آشکار سازند.»
در مسیر کشف منشأ کیهانی حیات
این نتایج فرصتی منحصربه‌فرد برای پژوهش‌های آینده فراهم می‌کند تا مولکول‌هایی حتی پیچیده‌تر — مانند آمینو اسیدها — در طول طیف‌های دیگر الکترومغناطیسی بررسی شوند. اگر این نظریه تأیید شود، می‌توان فهمید که مواد اولیه‌ی حیات چگونه در سراسر منظومه شمسی پراکنده شده‌اند — و حتی شاید، در دیگر نقاط کیهان نیز حضور داشته باشند.
