Aminozuur glycine kan ontstaan in donker heelal

Een internationaal team van laboratorium-astrofysici en astrochemici heeft aangetoond dat glycine, het eenvoudigste aminozuur en een belangrijke bouwsteen van het leven, kan ontstaan onder de barre omstandigheden die in de ruimte heersen. De resultaten worden maandagavond gepubliceerd in Nature Astronomy.

Tot voor kort werd aangenomen dat glycine alleen kan ontstaan op plekken in de ruimte met veel uv-licht. Nieuwe resultaten uit het Laboratorium voor Astrofysica van de Sterrewacht Leiden tonen aan dat het ook mogelijk is om glycine te vormen op het oppervlak van ijskoude stofdeeltjes zonder energetische straling. Hierdoor is het waarschijnlijk dat glycine en andere aminozuren al voorhanden zijn in het interstellaire materiaal waaruit nieuwe sterren en planeten ontstaan.

De onderzoekers, onder leiding van Sergio Ioppolo (Queen Mary University, Londen, Verenigd Koninkrijk), simuleerden in het laboratorium de omstandigheden in donkere interstellaire wolken. Daartoe maakten ze bij temperaturen van -260 oC flinterdunne laagjes ijs van bevroren CO, NH3, CH4 en H2O en bombardeerden deze met vrije atomen. Daarbij vallen ijsmoleculen uiteen en kunnen de reactieve fragmenten verder reageren zodat grotere moleculen ontstaan.

Aminozuur glycine kan ontstaan in donker heelal

Samengesteld beeld van het molecuul glycine, donkere interstellaire wolken en een detail van de laboratoriumopstelling. (c) Harold Linnartz / Universiteit Leiden

Op deze manier toonden de onderzoekers eerst aan dat methylamine ontstaat. Dat is een voorgangermolecuul van glycine. Vervolgens konden de onderzoekers met behulp van een unieke ultrahoogvacuüm-opstelling bewijzen dat ook glycine wordt gevormd.

Medeauteur Harold Linnartz (Universiteit Leiden): 'De belangrijkste conclusie van dit werk is dat moleculen die als bouwstenen van het leven worden beschouwd, al ontstaan op een tijdstip dat ruim voor het begin van de vorming van sterren en planeten ligt. Daarnaast impliceert de vroege vorming van glycine in de evolutie van interstellaire wolken dat dit aminozuur alomtegenwoordig is in stervormingsgebieden.'

De resultaten stemmen volledig overeen met waarnemingen aan de komeet 67P waar glycine en methylamine zijn gevonden in de nevelige wolk van gas om de kern. Ook is dit de uitkomst van astrochemische modellen die mede door Herma Cuppen (Radboud Universiteit) zijn opgesteld. Cuppen: 'Dankzij de modellen kunnen we laboratoriumgegevens gebruiken om te voorspellen hoe reacties zich gedragen over miljoenen jaren onder interstellaire omstandigheden. We zien dan dat er met de tijd kleine, maar substantiële hoeveelheden glycine in de ruimte ontstaan.'

De onderzoekers vermoeden dat glycine op zijn beurt een voorloper kan worden van andere complexe organische moleculen zoals de aminozuren alanine en serine. Uiteindelijk, zo is het idee, vindt het organisch verrijkte materiaal zijn weg naar kometen en stofdeeltjes die vroeger of later op planeten inslaan en zo de basis voor leven kunnen vormen.

Bron: NOVA/astronomie.nl

Publicatie

A non-energetic mechanism for glycine formation in the interstellar medium. Door: S. Ioppolo, G. Fedoseev, K.-J. Chuang, H.M. Cuppen, A.R. Clements, M. Jin, R.T. Garrod, D. Qasim, V. Kofman, E.F. van Dishoeck, H. Linnartz. Nature Astronomy, 16 november 2020. https://www.nature.com/articles/s41550-020-01249-0

Meer weten? Neem contact op met

  • Herma Cuppen, h.cuppen [at] science.ru.nlclass="externLink"
  • Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie Radboud Universiteit, media [at] ru.nl, 024 361 6000

Aan deze website wordt nog gewerkt. Meer informatie: 'een nieuwe website'.