De kosmische keuken: methaan als katalysator voor leven? De impact van gammastraling onderzocht.
AmsterdamRecente onderzoeken tonen aan dat gammastraling methaan, een eenvoudig molecuul dat in de ruimte voorkomt, kan omzetten in complexere stoffen, waaronder aminozuren zoals glycine. Deze ontdekking helpt ons te begrijpen hoe leven mogelijk is ontstaan en kan nuttig zijn voor industriële toepassingen.
Gammastralen zijn krachtige vormen van energie die zowel in de ruimte als van radioactieve materialen afkomstig zijn. Ze kunnen chemische reacties op gang brengen. Wanneer gammastralen methaan, een eenvoudige gasvorm, op ijzig ruimtepuin raken, dragen ze bij aan de vorming van verschillende organische moleculen. Dit proces kan een belangrijke rol spelen in het begrijpen hoe de bouwstenen van het leven in de ruimte zijn ontstaan.
Methaan kan worden omgezet naar ethaan, propaan en waterstof, al zijn de opbrengsten laag. Als er zuurstof wordt toegevoegd, verbetert de omzetting, wat resulteert in de productie van CO₂, CO, ethyleen en water. In een waterige omgeving kan methaan omgezet worden tot aceton en tert-butylalcohol. De aanwezigheid van water en zuurstof versnelt de reacties en leidt tot de vorming van formaldehyde en azijnzuur. Wanneer ammoniak wordt toegevoegd, ontstaat glycine, een aminozuur.
Titel: Levenselementen in de ruimte gevormd door gamma-straling
Onderzoek wijst uit dat eenvoudige ruimtemoleculen, zoals methaan, onder bepaalde omstandigheden kunnen veranderen in belangrijke verbindingen voor leven. Gammastralen spelen een cruciale rol in het opwekken van deze reacties, zelfs in de koude ruimteomstandigheden. Bovendien beïnvloeden verschillende vaste stofdeeltjes de resultaten van deze reacties, wat diverse mogelijkheden biedt voor de ontwikkeling van moleculen.
Dit onderzoek heeft praktische toepassingen. Methaan, een overvloedige koolstofbron, kan met behulp van gammastraling onder milde omstandigheden worden omgezet in bruikbare producten. Stofdeeltjes zoals siliciumdioxide kunnen sommige omzettingen verbeteren, zoals de preciezere omzetting van methaan naar azijnzuur. Deze methode zou het gebruik van methaan in de industriële chemie kunnen transformeren door een efficiëntere manier van omzetting te bieden.
Deze bevindingen vergroten ons begrip van organische chemie, zowel in de ruimte als op aarde. Ze suggereren dat het universum de chemie die nodig is voor leven kan ondersteunen, zelfs in erg steriele gebieden. In bredere zin onthullen ze nieuwe mogelijkheden om de overvloedige koolstofbronnen in ons zonnestelsel te benutten, wat kan leiden tot technologische vooruitgangen.
De studie is hier gepubliceerd:
http://dx.doi.org/10.1002/anie.202413296en de officiële citatie - inclusief auteurs en tijdschrift - is
Fei Fang, Xiao Sun, Yuanxu Liu, Zhiwen Jiang, Mozhen Wang, Xuewu Ge, Weixin Huang. γ‐Ray Driven Aqueous‐Phase Methane Conversions into Complex Molecules up to Glycine. Angewandte Chemie International Edition, 2024; DOI: 10.1002/anie.202413296Deel dit artikel