Os cometas gritando na atmosfera da Terra primitiva a dezenas de milhares de quilômetros por hora provavelmente continham quantidades mensuráveis ​​de aminoácidos formadores de proteínas. Após o impacto, esses aminoácidos se auto-organizaram em estruturas aromáticas contendo nitrogênio significativamente maiores, que são provavelmente constituintes de biomateriais poliméricos.

Essa é a conclusão de um novo estudo realizado por pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) que exploraram a ideia de que as pressões e temperaturas extremamente altas induzidas pelo impacto do choque podem fazer com que pequenas biomoléculas se condensem em compostos maiores de construção de vida. A pesquisa aparece no jornal Ciência Química e será destacado na contracapa de uma próxima edição.

A glicina é o aminoácido formador de proteína mais simples e foi detectada em amostras de poeira cometária e outros materiais gelados astrofísicos. Contudo, o papel que a glicina extraterrestre desempenhou nas origens da vida é amplamente desconhecido, em parte porque pouco se sabe sobre sua capacidade de sobrevivência e reatividade durante o impacto com uma superfície planetária.

Para resolver esta questão, a equipe LLNL usou simulações quânticas para modelar misturas de água-glicina em condições de impacto atingindo 480, 000 atmosferas de pressão e mais de 4, 000 graus Fahrenheit (aproximando as pressões e temperaturas prováveis ​​de um impacto planetário). O intenso calor e pressão fizeram com que as moléculas de glicina se condensassem em aglomerados ricos em carbono que tendiam a exibir uma aparência semelhante a diamante, geometria tridimensional.

Ao expandir e resfriar às condições ambientais, esses aglomerados reorganizados quimicamente à medida que se desdobram em uma série de grandes moléculas planas. Muitas dessas moléculas eram hidrocarbonetos aromáticos policíclicos contendo nitrogênio (NPAHs), que podem ser maiores e mais quimicamente complexos do que aqueles formados em outros cenários de síntese pré-biótica. Vários dos produtos previstos tinham diferentes grupos funcionais e regiões ligadas embutidas semelhantes a cadeias de aminoácidos (também chamados de oligo-peptídeos). Outras pequenas moléculas orgânicas com relevância prebiótica também foram previstas para se formar, incluindo produtos metabólicos conhecidos, como guanidina, ureia e ácido carbâmico.

"Os NPAHs são precursores prebióticos importantes na síntese de nucleobases e podem constituir intermediários aerossóis significativos na atmosfera de Titã (a maior lua de Saturno), "disse o cientista LLNL Matthew Kroonblawd, autor principal do estudo. "Os produtos de recuperação previstos por nosso estudo poderiam ter sido um primeiro passo na criação de materiais biologicamente relevantes com maior complexidade, como polipeptídeos e ácidos nucléicos após a exposição às condições adversas provavelmente presentes na Terra antiga e em outros planetas rochosos e luas. "

"Usamos uma abordagem de dinâmica molecular quântica de alto rendimento para determinar as tendências químicas dominantes de precursores simples de construção de vida, como aminoácidos no impacto de misturas geladas astrofísicas, "disse o cientista do LLNL Nir Goldman, um co-autor do estudo. "Nosso trabalho apresenta uma nova rota sintética para moléculas grandes como NPAHs e destaca a importância do caminho termodinâmico e da automontagem química local na formação de espécies prebióticas durante a síntese de choque."

"Além do impacto científico mais amplo desta pesquisa, nosso trabalho também enfatiza a importância de gerar dados estatisticamente significativos ao estudar esses fenômenos complicados, "disse a cientista do LLNL Rebecca Lindsey, também co-autor do estudo.