Ερευνητές του University of Hawaii at Mānoa κατάφεραν να δημιουργήσουν για πρώτη φορά ένα μόριο που η Χημεία αναζητούσε επί περισσότερο από έναν αιώνα: τη μεθανετετρόλη. Πρόκειται για μια εξαιρετικά ασταθή ένωση με χημικό τύπο C(OH)₄, γνωστή και ως «σούπερ αλκοόλη», αφού διαθέτει τέσσερις υδροξυλομάδες (OH) ενωμένες στον ίδιο άνθρακα. Παρότι η ύπαρξη της είχε προβλεφθεί θεωρητικά, ποτέ δεν είχε παρατηρηθεί στη Γη, καθώς διασπάται σχεδόν ακαριαία στις συνήθεις συνθήκες.
Αναδημιουργώντας τις ακραίες συνθήκες του Διαστήματος
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο, οι επιστήμονες μιμήθηκαν το περιβάλλον που επικρατεί στο εσωτερικό των διαστρικών νεφών, εκεί όπου γεννιούνται άστρα και πλανήτες. Εργάστηκαν σε θερμοκρασίες 5 έως 10 Κελβίν — μόλις λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν — και σε πιέσεις χαμηλότερες από 10⁻¹⁰ Torr, δηλαδή σχεδόν σε απόλυτο κενό.
Για να αναπαραστήσουν την κοσμική ακτινοβολία, εξέθεσαν τα δείγματα σε ισχυρή δόση ενέργειας που προσομοίωνε τα δευτερογενή ηλεκτρόνια που παράγονται όταν οι κοσμικές ακτίνες χτυπούν σωματίδια πάγου στο διάστημα. Αυτός είναι από τους ελάχιστους μηχανισμούς που μπορούν να φτάσουν στο εσωτερικό των ψυχρών νεφών αερίου και σκόνης.
Το πείραμα που έφερε αποτέλεσμα
Η ομάδα χρησιμοποίησε «μοντέλα πάγων» από νερό και διοξείδιο του άνθρακα, τα οποία φωτίστηκαν με υπεριώδη ακτινοβολία κενού, παραγόμενη από σύγχροτρο. Χάρη σε μια ιδιαίτερα ευαίσθητη μέθοδο ανίχνευσης, τον φωτοϊονισμό, οι ερευνητές εντόπισαν ίχνη μεθανετετρόλης. Στην πορεία, ανακάλυψαν και δύο ενδιάμεσες ενώσεις: το ανθρακικό οξύ (HOCOOH) και τη μεθανετριόλη, επιβεβαιώνοντας έτσι τη χημική διαδρομή που οδηγεί στο πολυπόθητο μόριο.
Ο καθηγητής Ralf I. Kaiser από το Department of Chemistry τόνισε ότι η συνεργασία με ερευνητές από το Mississippi, το Samara University και τη Shanghai επέτρεψε να ωθηθούν τα όρια της διαστημικής χημείας πιο πέρα από όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα.
Η θεωρία συναντά την παρατήρηση
Οι υπολογιστικές προσομοιώσεις επιβεβαίωσαν τα εργαστηριακά ευρήματα, δείχνοντας ότι εφόσον το ανθρακικό οξύ είναι αρκετά συχνό στο Διάστημα, τότε και η μεθανετετρόλη θα πρέπει να υπάρχει εκεί, έτοιμο να ανιχνευθεί από τηλεσκόπια. Η παρουσία του σε τέτοιες κοσμικές συνθήκες αποκαλύπτει ότι η χημεία του Σύμπαντος είναι πιο πολύπλοκη και απρόβλεπτη απ’ ό,τι νομίζαμε.
Στη Γη, η μεθανετετρόλη παραμένει εξαιρετικά ασταθής και διαλύεται σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Ωστόσο, στις παγωμένες και χαμηλής πίεσης περιοχές του διαστήματος, μπορεί να επιβιώσει αρκετά ώστε να συμβάλει στη δημιουργία πιο πολύπλοκων οργανικών μορίων — ενώσεων που θεωρούνται κρίσιμες στην αλυσίδα εξελίξεων που μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση ζωής.
Επόμενα βήματα και προοπτικές
Οι επιστήμονες σκοπεύουν τώρα να μελετήσουν πώς η μεθανετετρόλη αλληλεπιδρά με άλλα μόρια κάτω από παρόμοιες «διαστημικές» συνθήκες. Στόχος τους είναι να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο απλές ενώσεις εξελίσσονται σε σύνθετες χημικές δομές, πρόδρομους της ζωής όπως την ξέρουμε.
Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέους δρόμους για την αστροχημεία και δίνει στους αστρονόμους έναν νέο στόχο προς αναζήτηση όταν μελετούν τις συνθέσεις των διαστρικών νεφών.
Η μεθανετετρόλη ίσως να είναι ένα από τα κλειδιά που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε πώς η άψυχη ύλη στο Διάστημα μπορεί, υπό τις κατάλληλες συνθήκες, να δώσει το πρώτο σπινθήρα στη μακρά πορεία προς τη ζωή.
[via]
