Michael Huels, spoluautor studie.

Centre de recherche du CHUS,

Université de Sherbrooke.

Co že to na univerzitě v Quebecu prováděli?

Laboratorní astrofyzikální kryogenní experiment. Přeloženo do lidštiny to znamená, že napodobili podmínky, které panují „tam nahoře“ a to jak co do chladu, tak i ultra-vakua. Poté se jali zkoumat, co s látkami v takovém prostředí dělá záření. To sice už zkoumalo hodně týmů, ale většinou z pohledu působení UV záření, X nebo gama. Zatímco účinky vysokoenergetických elektronů, protonů, případně těžkých iontů, jsou známy, elektrony s nízkou energií zůstávaly stranou pozornosti. A právě těm se v Quebecu začali věnovat. Teoreticky se nic moc dít nemělo, když ale svým elektronovým dělem ostřelovat titěrně tenkou vrstvičku ledu na plátku platiny, která imitovala prachoplynové zrno, začaly se dít věci. Nutno dodat, že zmíněný led nebyl z vody, ale z molekul oxidu uhličitého, metanu a amoniaku. Proč zrovna z těch? Protože  jde o jednoduché molekuly, které pozemní dalekohledy detekují v kosmu poměrně hojně a protože při teplotě 22 Kelvinů, při kterých se pokus konal, vytváří něco, co snese přirovnání ke zmrzlým krystalům.

Kanaďany nejspíš k nynějšímu pokusu povzbudil jejich loňský úspěch. Tehdy se jim podobným způsobem podařilo z metanu a kyslíku vytvořit etanol. V mediích se to přetřásalo jako velký úspěch přípravy organické molekuly v podmínkách panujících v mezihvězdném prostoru. Ale ruku na srdce, líh ve skutečnosti není molekula složitá. Spotřeba alkoholu na hlavu v našich končinách prokazuje, jak je pro přežití důležitá, ale z hlediska vzniku života je nepodstatná. To nynější pokus s velkovýrobou glycinu, to už je jiná káva.

Schéma vzniku aminokyselin je koláž, v níž byl použit snímek přezdívaný „tři sloupy stvoření“. Ten v Orlí mlhovině vyfotografoval teleskop Hubble v roce 1995. „Sloupy“ nejspíš již neexistují, protože je odfoukla rázová vlna po výbuchu blízké supernovy. I když se o zničení pilířů dozvíme zhruba za tisíc let, jsou tyto sloupce mezihvězdného plynu a prachu připomenutím toho, o jaké dimenze je nutné naší představu pravděpodobnosti tvorby aminokyselin (a konečně i složitějších molekul) ve vesmíru opírat. Kredit: American Institute of Physics.

Naše sdělení netřeba dál natahovat. Z údajů vypadnuvších z hmotnostního spektrometru a elektronového děla vychází, že v průměru každý z 260 exponovaných elektronů dává vznik jedné molekule glycinu. Za to by se ani Velký dizajnér nemusel stydět. Michael Huels, spoluautor studie, k tomu pro tisk dodává ještě další noticku: „Molekuly jako glycin mohou za vhodných podmínek  spojovat a vytvářet složitější biomolekuly, které vídáme v buňkách jako součást proteinů, RNA,  DNA, fosfolipidů..."

Pravdou je, že autoři pracovali se složením substrátu, který lze označit za optimální a že z určitého pohledu je málo pravděpodobné. Nicméně vzhledem k obrovským rozměrům kosmu  taková výtka poněkud postrádá smysl. Pro zájemce o hrátky s pravděpodobnostmi autoři uvádějí několik čísel, ale odkazují jimi na odhady jiných autorů. Seznámit se s nimi lze zde.

Experiment ukázal, že představa postupného vzniku základních kamenů života je špatná. K jejich vzniku netřeba nejprve vytvořit molekuly s vazbou uhlík uhlík (C-C) nebo (C-N).  Za přispění nízkoenergetických elektronů to jde přímo. Elektrony s energií již od 9 eV to zvládají z jedné vody na čisto. Když elektrony dosáhnou 70 eV, je výtěžek reakce v přepočtu na elektron, který vstoupí do reakce (incidentový) asi 0,004 molekul glycinu.

Závěr

Aminokyseliny, jakou je glycin (H2N-CH2-COOH)  se mohou tvořit přímo z jednoduchých molekulárních složek, z nichž žádný nemá předem vytvořené C-C nebo C-N vazby. Je k tomu ale potřeba působení nízkoenergetických elektronů. Takových, kterým se říká  sekundární a jsou generovány interakcí hmoty s ionizujícím zářením, je ve vesmíru dost. Nouze není ani o substrát, a tak není divu, že stále více sond hlásí přítomnost organických látek nejen v blízkosti hvězd, ale i v mezihvězdném prostoru, na prachoplynových částečkách, v chvostech komet i na meteoritech. Pokus prokázal, že složité molekuly se mohou tvořit přímo v ledových krystalcích a že organické molekuly - základní kameny života, není tak složité vyrobit. Proto také nejsou výsadou planety Země a ani ve vesmíru nebudou tak nedostatkovým zbožím, jak se zdálo.

Literatura

Sasan Esmaili et al.: Glycine formation in CO2:CH4:NH3 ices induced by 0-70 eV electrons, The Journal of Chemical Physics (2018). DOI: 10.1063/1.5021596