V mezihvězdném prostoru byla objevena dosud největší organická molekula obsahující síru, složená ze 13 atomů. Tento přelomový objev naznačuje, že komplexní chemie života může vznikat daleko za hranicemi Sluneční soustavy, a přináší nová vodítka k pochopení původu života na Zemi i jinde ve vesmíru.
Mezinárodní tým vědců identifikoval v mezihvězdném prostoru největší organickou molekulu obsahující síru, která kdy byla pozorována mimo Zemi. Tento objev, který byl nedávno publikován v časopise Nature Astronomy, vědci označili za skutečný „chybějící článek“ v chemické evoluci vesmíru. Molekula objevená ve vesmíru, nazvaná „2,5-cyklohexadien-1-thion“, se skládá z uhlíku, vodíku a síry a má celkem 13 atomů; dosud byly molekuly síry identifikované mimo Sluneční soustavu mnohem jednodušší, měly pouze tři, čtyři nebo pět atomů.
„Síra se na Zemi dostala z vesmíru už velmi dávno. Ve vesmíru jsme však detekovali jen velmi omezené množství molekul obsahujících síru, což je zvláštní. Měla by existovat ve velkém množství, ale je velmi těžké ji najít,“ vysvětlil Mitsunori Araki, vědec z německého Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku a hlavní autor studie.
Po desetiletí astronomové pozorovali, jak se síra ve formě složitých molekul v mezihvězdném prostoru jeví jako překvapivě vzácná.
Původ molekul nalezených ve vesmíru
Meteority, které dopadly na Zemi, obsahují velké komplexní sloučeniny síry, ale až dosud nebylo jasné, jak vznikly a odkud přesně pocházejí. Toto zjištění naznačuje, že přinejmenším část těchto chemických látek může pocházet ze vzdálených oblastí mezihvězdného prostoru.
„Jedná se o největší molekulu síry, která kdy byla ve vesmíru nalezena, a to s 13 atomy. Před touto největší měla pouze devět atomů, ale to už byl vzácný případ, protože většina zjištěných molekul síry měla pouze tři, čtyři nebo pět atomů,“ řekl Araki.
Molekula byla detekována v molekulárním mračnu známém jako„G+0,693-0,027“, které se nachází asi 27 000 světelných let od Země, poblíž středu Mléčné dráhy.
„Molekulární mrak je v podstatě hvězdná školka. Chemické složky přítomné v těchto mračnech mohou být nakonec součástí planet, které se později zformují. Snažíme se pochopit, jak se od jednoduchých molekul dostat k systémům schopným podporovat život. A děláme to tak, že jeden po druhém přidáváme dílky do skládačky,“ vysvětlil Valerio Lattanzi, spoluautor studie a rovněž vědecký pracovník Institutu Maxe Plancka.
Identifikace
Aby vědci potvrdili existenci této molekuly síry, syntetizovali ji v laboratoři pomocí elektrického výboje na látku zvanou thiofenol, což je kapalná sloučenina obsahující síru, uhlík a vodík.
Poté získali mimořádně přesný „spektrální otisk“ – jedinečný vzor rádiových signálů, které molekula vysílá při interakci s elektromagnetickým zářením. Tento otisk pak porovnali s astronomickými údaji získanými radioteleskopy IRAM-30m a Yebes, které molekulární mrak pozorovaly po několik let.
„Shoda byla jasná. Věděli jsme, že tento oblak je bohatý na molekuly síry, takže byl ideálním cílem pro hledání,“ řekl Lattanzi.
Studie představuje průlom v moderní astrochemii. Kate Freemanová, profesorka geověd na Pensylvánské státní univerzitě, k tomu uvedla:
„Věděli jsme, že meteority obsahují velké a složité sloučeniny síry. Ale nerozuměli jsme tomu, jak vznikly. Nyní víme, že existuje vysoká pravděpodobnost, že některé z nich pocházejí z oblastí naší galaxie bohatých na molekuly mimo sluneční soustavu.“
Důsledky pro život mimo Zemi
Tento objev má také hluboké důsledky pro hledání mimozemského života. Sara Russellová, profesorka planetární vědy v Přírodovědném muzeu v Londýně, poznamenala, že „přítomnost složitých organických molekul v centru naší galaxie naznačuje, že biologicky důležité materiály mohou být všude“. To zvyšuje pravděpodobnost, že podobné procesy probíhají i jinde, a tedy že život existuje i na jiných planetách.
Z chemického hlediska je obzvláště zajímavá síra. Ryan Fortenberry, docent chemie a biochemie na Mississippské univerzitě, vysvětlil, že „síra umožňuje chemii, která přesahuje možnosti samotného uhlíku, kyslíku a dusíku“. Nalezení molekul, které ji obsahují, nám pomáhá lépe pochopit, kde mohl život začít a kam se mohl vyvinout.
Ještě před půlstoletím bylo odhalení jakékoli molekuly ve vesmíru považováno téměř za zázrak. Nyní však „nacházíme molekuly s 13 atomy a některé s několika desítkami“. Molekuly jsou mnohem odolnější, než jsme si mysleli, a teleskopy nám ukázaly, že chemie vesmíru je neuvěřitelně bohatá.
V důsledku tohoto zjištění se Araki a jeho tým domnívají, že ve vesmíru by mohlo být mnohem více složitých molekul síry. „Jsem přesvědčen, že je najdeme. Chemie vesmíru je složitější a fascinující, než jsme si kdy dokázali představit.“
Úloha síry v prebiotické chemii
Síra je klíčovým prvkem prebiotické chemie, chemie, která předchází životu. Na Zemi je síra nezbytná pro vznik aminokyselin a bílkovin, stavebních kamenů živých organismů. Tento objev složitých molekul síry ve vesmíru by mohl poskytnout vodítko k tomu, jak tyto sloučeniny vznikly na naší planetě a jak se mohou vyskytovat i jinde ve vesmíru.
Kromě toho by nám studium těchto molekul ve vesmíru mohlo pomoci pochopit chemické procesy probíhající v extrémních prostředích, jako jsou atmosféry obřích planet nebo povrchy ledových měsíců. To by mohlo rozšířit naše chápání hranic života a podmínek, za kterých by mohl vzniknout.
Závěrem lze říci, že objev molekuly 2,5-cyklohexadien-1-thionu je nejen významným pokrokem v astrochemii, ale otevírá také nové cesty pro výzkum vzniku života a možnosti nalezení života na jiných planetách.
Budoucí výzkum
Výzkumný tým plánuje pokračovat v průzkumu vesmíru při hledání dalších složitých molekul, které mohou nabídnout další vodítka o chemii vesmíru. S rozvojem technologie teleskopů a zdokonalováním pozorovacích technik je pravděpodobné, že budou objeveny další molekuly, které by mohly změnit naše chápání vesmíru a našeho místa v něm.
Tyto objevy by také mohly být podnětem pro vývoj nových teorií o vzniku planetárních systémů a vývoji galaxií. Vědci pokračují v odhalování záhad vesmíru a každý nový objev nás přibližuje k pochopení vzniku života a možnosti, že ve vesmíru nejsme sami.
Objev molekuly 2,5-cyklohexadien-1-thionu v mezihvězdném prostoru je důkazem lidské vynalézavosti a schopnosti vědy posouvat hranice našeho poznání. Tento objev nejenže řeší část záhady vzniku života, ale také nás vybízí k dalšímu zkoumání a zpochybňování toho, co víme o vesmíru.