नेचर ॲस्ट्रोनॉमी या वैज्ञानिक जर्नलमध्ये प्रकाशित मूलभूत शोध जीवनासाठी आवश्यक असलेल्या घटकांच्या उत्पत्तीची समज पुन्हा परिभाषित करतो. संशोधकांनी प्रयोगशाळेत दाखवून दिले आहे की पेप्टाइड्स, अमीनो ऍसिडची साखळी जे प्रथिने बनवतात, आंतरतारकीय धूलिकणांच्या थंड, दुर्मिळ परिस्थितीत उदयास येऊ शकतात, ज्यामुळे प्रीबायोटिक रसायनशास्त्रातील या महत्त्वपूर्ण टप्प्यासाठी द्रव पाण्याची गरज नाहीशी होते.
हे आगाऊ सूचित करते की जीवनाच्या बिल्डिंग ब्लॉक्सची उत्पत्ती केवळ महासागर असलेल्या ग्रहांवर झाली नाही, जसे पूर्वी विचार केला गेला. त्याऐवजी, ते तारे आणि ग्रह प्रणालींच्या निर्मितीच्या खूप आधी, राक्षस आण्विक ढगांच्या उत्क्रांतीचे एक सामान्य उपउत्पादन असू शकतात. संशोधन असे दर्शविते की हे महत्त्वपूर्ण घटक संपूर्ण विश्वात वाहून नेले जातात आणि धूमकेतू आणि लघुग्रहांद्वारे नवीन जगापर्यंत पोहोचवले जातात.
प्रयोगाने खोल अंतराळ वातावरणाचे अचूकपणे नक्कल केले, जेथे वैश्विक किरणोत्सर्ग बर्फाच्छादित धूलिकण आणि साध्या रेणूंशी संवाद साधतात. अशा परिस्थितीत पेप्टाइड बॉण्ड्स तयार करण्याची क्षमता विश्वातील जीवनाच्या उदयासाठी संभाव्य परिस्थितींचा नाटकीयपणे विस्तार करते, ज्यामुळे त्याचे मूलभूत घटक संपूर्ण आकाशगंगेत मुबलक आहेत ही कल्पना मजबूत करते.
खोल जागेच्या परिस्थितीचे अनुकरण
हा परिणाम साध्य करण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी डेन्मार्कमधील आरहूस विद्यापीठ आणि हंगेरीमधील HUN-REN Atomki संस्थेतील सुविधांमध्ये अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम चेंबर्सचा वापर केला. या नियंत्रित वातावरणात, त्यांनी ग्लायसिनचे पातळ थर, सर्वात सोपा अमीनो आम्ल, अशा पृष्ठभागावर जमा केले ज्याने वैश्विक धूलिकणाची नक्कल केली.
नंतर नमुना फक्त 13 केल्विन तापमानात थंड करण्यात आला, जे -260 अंश सेल्सिअसच्या समतुल्य, आंतरतारकीय ढगांच्या सर्वात थंड प्रदेशात आढळणाऱ्या परिस्थितीची प्रतिकृती बनवते. या अत्यंत वातावरणावर प्रोटॉनच्या तुळईचा भडिमार झाला, ज्याने विश्वामध्ये झिरपणाऱ्या वैश्विक किरणांच्या सतत प्रभावाचे अनुकरण केले.
शोधामागील रासायनिक यंत्रणा
प्रोटॉनद्वारे प्रदान केलेली ऊर्जा ग्लायसिनमधील रासायनिक बंध तोडण्यासाठी आणि अणूंची पुनर्रचना करण्यासाठी, वैयक्तिक रेणूंना एकत्र आणण्यासाठी पुरेशी होती. या प्रक्रियेमुळे डायपेप्टाइड्सची निर्मिती झाली, जे दोन अमिनो आम्लाचे रेणू एकमेकांशी जोडलेले आहेत आणि अगदी त्रिपेप्टाइड्स, तीन युनिट्स एकत्र जोडलेले आहेत.
प्रतिक्रियेदरम्यान पाहिलेले एक महत्त्वपूर्ण उपउत्पादन म्हणजे पाण्याचे रेणू सोडणे. हे पृथ्वीवरील ज्ञात प्रक्रियांपेक्षा पूर्णपणे भिन्न संश्लेषण मार्ग प्रदर्शित करते, जे सामान्यतः जलीय द्रावणात आढळते, जसे की आदिम महासागर किंवा हायड्रोथर्मल व्हेंट्समध्ये.
निरपेक्ष शून्याच्या जवळ असलेल्या तापमानात किरणोत्सर्गाद्वारे चालणारी ही घन-स्थिती प्रतिक्रिया, अंतराळात आण्विक जटिलता निर्माण करण्यासाठी एक मजबूत आणि कार्यक्षम यंत्रणा दर्शवते. पूर्वी अपरिहार्य मानले जाणारे द्रव विद्रावक नसणे, प्रीबायोटिक रसायनशास्त्राचा नमुना बदलते.
संशोधनाला पुष्टी देणारे पुरावे
प्रयोगशाळेचे परिणाम खगोलशास्त्रीय निरीक्षणे आणि अलौकिक नमुन्यांच्या विश्लेषणासह मजबूत संरेखित आहेत. NASA च्या अलीकडील OSIRIS-REx मिशनमध्ये, उदाहरणार्थ, बेन्नू लघुग्रहावरून गोळा केलेल्या नमुन्यांमध्ये कार्बन-समृद्ध सेंद्रिय संयुगे, अमीनो ऍसिडसह भरपूर प्रमाणात आढळले.
यापूर्वी, युरोपियन स्पेस एजन्सी (ESA) च्या रोसेटा प्रोबने धूमकेतू 67P/Churyumov-Gerasimenko च्या कोमामध्ये ग्लायसीन आधीच शोधले होते. आपल्या सूर्यमालेतील आदिम शरीरातील हे शोध आधीच अवकाशातील सक्रिय सेंद्रिय रसायनशास्त्राकडे निर्देश करतात.
पृथ्वीवर पडणाऱ्या उल्का, विशेषत: कार्बोनेशियस कॉन्ड्राईट प्रकारातील, अमीनो ऍसिड आणि न्यूक्लिओबेस, डीएनए आणि आरएनएचे घटकांसह सेंद्रिय रेणूंची विस्तृत श्रेणी देखील असते. सूर्य आणि ग्रहांना जन्म देणाऱ्या आण्विक ढगाचे घटक जतन करून ते टाइम कॅप्सूल मानले जातात.
नवीन अभ्यास गहाळ दुवा प्रदान करतो, हे स्पष्ट करतो की साधे अमीनो ऍसिड, एकदा या धूलिकणांमध्ये तयार झाले किंवा जमा केले गेले, ते लघुग्रह किंवा धूमकेतूंमध्ये समाविष्ट होण्यापूर्वीच पेप्टाइड्ससारख्या अधिक जटिल संरचनांमध्ये कसे विकसित होऊ शकतात.
अलौकिक जीवनाच्या शोधासाठी परिणाम
आंतरतारकीय धूलिकणांमध्ये पेप्टाइड्स सामान्य असू शकतात या शोधाचा खगोलजीवशास्त्रावर गहन परिणाम होतो. जर प्रथिने बिल्डिंग ब्लॉक्स सर्वव्यापीपणे कॉसमॉसमध्ये तयार केले जातात, तर इतर जगावर जीवसृष्टी निर्माण होण्याची शक्यता लक्षणीय वाढते. इतर ताऱ्यांभोवती राहण्यायोग्य झोनमधील खडकाळ ग्रह अतिशय प्रगत रासायनिक “स्टार्टर किट” प्राप्त करू शकतात, ज्यामुळे ॲबायोजेनेसिसच्या प्रक्रियेला गती मिळते.
याचा अर्थ जीवनाचा शोध पृथ्वीसारख्या ग्रहांपुरता मर्यादित नसावा. भिन्न परिस्थिती असलेल्या जगांना प्रभावांद्वारे समान मूलभूत घटक मिळाले असतील. संशोधन भविष्यातील अंतराळ मोहिमांना मार्गदर्शन करते, जसे की जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, प्रोटोप्लॅनेटरी डिस्क आणि दूरच्या आण्विक ढगांमधील पेप्टाइड्सच्या रासायनिक स्वाक्षर्या शोधण्यासाठी, ज्यामुळे ही प्रक्रिया गॅलेक्टिक स्केलवर होते याची पुष्टी होऊ शकते.
प्रीबायोटिक रसायनशास्त्रावर एक नवीन दृष्टीकोन
हे संशोधन 1953 च्या प्रसिद्ध मिलर-उरे प्रयोगासारख्या शास्त्रीय मॉडेल्समधून महत्त्वपूर्ण बदल दर्शवते. त्या ऐतिहासिक अभ्यासात, अमीनो ऍसिडचे संश्लेषण वायूंच्या मिश्रणातून केले गेले होते ज्याने पृथ्वीच्या सुरुवातीच्या वातावरणाचे अनुकरण केले होते, विद्युत स्त्रावद्वारे प्रदान केलेली ऊर्जा. मिलर-उरे प्रयोगाने हे दाखवून दिले की जीवनाचे बिल्डिंग ब्लॉक्स ग्रहांच्या वातावरणातील साध्या पूर्वसूचकांपासून उद्भवू शकतात, परंतु ते द्रव पाणी आणि वातावरणाच्या उपस्थितीवर अवलंबून होते. दुसरीकडे, नवीन कार्य, प्रीबायोटिक रसायनशास्त्राचा मुख्य टप्पा ग्रहांच्या वातावरणातून थंड, रिक्त आंतरतारकीय माध्यमाकडे हलवते. त्याने हे सिद्ध केले की ग्रह तयार होण्यापूर्वीच सेंद्रिय जटिलता लक्षणीय वाढू शकते. हे सार्वत्रिक रसायनशास्त्र, भौतिक नियम आणि रेडिएशन-चालित प्रतिक्रियांद्वारे शासित, असे सूचित करते की विश्व हे जीवनासाठी अंतर्भूत आहे, त्याचे मूलभूत घटक मोठ्या अंतरावर वितरीत करते आणि जीवशास्त्राकडे पहिले पाऊल टाकण्यासाठी आवश्यक असलेल्या रेणूंसह असंख्य नवोदित तारकीय प्रणाली तयार करतात.
प्रयोगशाळेच्या प्रक्रियेचा तपशील
रिअल टाइममध्ये तयार केलेल्या उत्पादनांचे विश्लेषण करण्यासाठी शास्त्रज्ञांनी प्रगत मास स्पेक्ट्रोमेट्री तंत्र वापरले. या पद्धतीमुळे तयार केलेल्या नवीन रेणूंची अचूक ओळख करणे शक्य झाले, पेप्टाइड बॉन्ड्सची निर्मिती आणि परिणामी अमीनो ऍसिड साखळींच्या संरचनेची पुष्टी केली, अगदी कमी प्रमाणात, सिम्युलेटेड प्रक्रियेची कार्यक्षमता सिद्ध केली.