Wetenschappers uit Japan en de VS hebben de aanwezigheid in meteorieten bevestigd van een belangrijk organisch molecuul dat mogelijk is gebruikt om andere organische moleculen te bouwen. waaronder enkele die door het leven worden gebruikt. De ontdekking valideert theorieën over de vorming van organische verbindingen in buitenaardse omgevingen.

De chemie van het leven draait op organische verbindingen, moleculen die koolstof en waterstof bevatten, die ook zuurstof kan bevatten, stikstof en andere elementen. Hoewel vaak geassocieerd met het leven, organische moleculen kunnen ook worden gemaakt door niet-biologische processen en zijn niet noodzakelijkerwijs indicatoren van leven. Een blijvend mysterie met betrekking tot de oorsprong van het leven is hoe biologie kan zijn ontstaan ​​uit niet-biologische chemische processen, prebiotische chemie genoemd. Organische moleculen van meteorieten zijn een van de bronnen van organische verbindingen die leiden tot de vorming van leven op aarde.

Universitair hoofddocent Yasuhiro Oba van de Hokkaido University leidde een team van onderzoekers die de aanwezigheid van een prebiotisch organisch molecuul genaamd hexamethyleentetramine (HMT) in drie verschillende koolstofrijke meteorieten ontdekten. Hun ontdekking, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , valideert modellen en theorieën die HMT voorstellen als een sleutelmolecuul bij de vorming van organische verbindingen in interstellaire omgevingen.

Door voor het eerst de aanwezigheid van HMT in meteorieten te bevestigen, dit werk ondersteunt de hypothese dat de verbinding aanwezig was in asteroïden, de moederlichamen van veel meteorieten. Vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel, veel asteroïden kunnen zijn verwarmd door botsingen of het verval van radioactieve elementen. Als sommige asteroïden warm genoeg waren en vloeibaar water hadden, HMT zou kunnen zijn afgebroken om bouwstenen te leveren die op hun beurt reageerden om andere belangrijke biologische moleculen te maken die in meteorieten zijn gevonden, inclusief aminozuren. Sommige soorten aminozuren worden door het leven gebruikt om eiwitten te maken, die worden gebruikt om structuren zoals haar en nagels te bouwen, of om chemische reacties te versnellen en te reguleren.

Hoewel de diversiteit van organische verbindingen in meteorieten goed gedocumenteerd is, veel vragen blijven over de processen waardoor deze verbindingen werden gevormd. De belangrijkste meteorieten in dit onderzoeksgebied zijn koolstofhoudende chondrieten, steenachtige meteorieten die hoge percentages water en organische verbindingen bevatten. Experimentele modellen hebben aangetoond dat een combinatie van water, ammoniak en methanol, wanneer ze worden blootgesteld aan fotochemische en thermische omstandigheden die gebruikelijk zijn in buitenaardse omgevingen, aanleiding geven tot een aantal of organische verbindingen, de meest voorkomende daarvan is HMT. Interstellair ijs is rijk aan methanol. Hypothetisch, HMT zou gebruikelijk moeten zijn in waterhoudende buitenaardse materialen, maar, tot deze studie, het was niet ontdekt.

HMT is gevoelig voor degradatie wanneer het wordt blootgesteld aan processen die vaak worden gebruikt bij de analyse van organische verbindingen in meteorieten. De wetenschappers ontwikkelden een methode die specifiek HMT uit meteorieten extraheerde met minimale degradatie. Met deze methode konden ze aanzienlijke hoeveelheden HMT- ​​en HMT-derivaten isoleren van de meteorieten Murchison, Murray en Tagish-meer.

De wetenschappers onderzochten ook de rol die HMT-derivaten mogelijk hebben gespeeld bij de vorming van aminozuren in meteorieten. Hoewel ze in dit onderzoek geen definitieve conclusies konden trekken, de ontdekking van HMT en zijn derivaten in deze meteorieten zal leiden tot toekomstige experimenten om de oorsprong en chemische vormingsprocessen van aminozuren en andere prebiotische verbindingen in buitenaardse omgevingen te begrijpen.

Yasuhiro Oba maakt deel uit van de Astrophysical Chemistry/Ice &Planetary Science Group van het Institute of Low Temperature Science, waar hij de chemische evolutie van verbindingen bestudeert op schalen van moleculaire wolken tot planetaire systemen.