Elétrons de baixa energia, criado na matéria por radiação espacial (por exemplo, raios cósmicos galácticos, GCR, etc.), pode induzir a formação de glicina (2HN-CH2-COOH) em gelos moleculares astrofísicos; aqui, grãos gelados de poeira interestelar (ou gelo em satélites planetários) são simulados por amônia, metano e dióxido de carbono condensados a 20 K em Pt em UHV, e irradiado por LEEs de 0-70 eV. CRÉDITO:imagem de domínio público da NASA, Hubble, STScI. Região de formação de estrelas (Pilares da Criação) na Nebulosa da Águia. Crédito:American Institute of Physics (AIP)
Em um experimento de laboratório que imita as condições astrofísicas, com temperaturas criogênicas em um vácuo ultra-alto, os cientistas usaram um canhão de elétrons para irradiar finas camadas de gelo cobertas por moléculas básicas de metano, amônia e dióxido de carbono. Essas moléculas simples são ingredientes para os blocos de construção da vida. O experimento testou como a combinação de elétrons e matéria básica leva a formas de biomoléculas mais complexas - e talvez, eventualmente, a formas de vida.
"Você só precisa da combinação certa de ingredientes, "disse o autor Michael Huels." Essas moléculas podem se combinar, eles podem reagir quimicamente, sob as condições certas, para formar moléculas maiores que dão origem às biomoléculas maiores que vemos nas células, como componentes de proteínas, RNA ou DNA, ou fosfolipídios. "
As condições certas, no espaço, incluem radiação ionizante. No espaço, moléculas são expostas a raios ultravioleta e radiação de alta energia, incluindo raios-X, raios gama, partículas de vento estelar e solar e raios cósmicos. Eles também estão expostos a elétrons de baixa energia, ou LEEs, produzido como um produto secundário da colisão entre a radiação e a matéria. Os autores examinaram LEEs para uma compreensão mais sutil de como moléculas complexas podem se formar.
Em seu jornal, publicado no Journal of Chemical Physics , os autores expuseram gelo multicamadas composto de dióxido de carbono, metano e amônia para LEEs e então usou um tipo de espectrometria de massa chamada dessorção programada por temperatura (TPD) para caracterizar as moléculas criadas por LEEs.
Em 2017, usando um método semelhante, esses pesquisadores foram capazes de criar etanol, uma molécula não essencial, de apenas dois ingredientes:metano e oxigênio. Mas essas são moléculas simples, não tão complexo quanto as moléculas maiores que são a matéria-prima da vida. Este novo experimento produziu uma molécula que é mais complexa, e é essencial para a vida terrestre:glicina.
Glicina é um aminoácido, feito de hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio. Mostrar que LEEs podem converter moléculas simples em formas mais complexas ilustra como os blocos de construção da vida poderiam ter se formado no espaço e, em seguida, chegado à Terra a partir de material entregue via impacto de cometa ou meteorito.
Em seu experimento, para cada 260 elétrons de exposição, uma molécula de glicina foi formada. Buscando saber o quão realista essa taxa de formação era no espaço, não apenas no laboratório, os pesquisadores extrapolaram para determinar a probabilidade de que uma molécula de dióxido de carbono encontraria uma molécula de metano e uma molécula de amônia e quanta radiação elas, juntos, pode encontrar.
"Você tem que se lembrar - no espaço, há muito tempo, "Huels disse." A ideia era ter uma ideia da probabilidade:este é um rendimento realista, ou esta é uma quantidade que é completamente louca, tão baixo ou tão alto que não faz sentido? E descobrimos que é bastante realista para uma taxa de formação de glicina ou biomoléculas semelhantes. "
