Kosmiczna alchemia: jak metan z promieniowaniem gamma tworzy aminokwasy?
WarsawNajnowsze badania pokazują, że promieniowanie gamma może przekształcać metan, prostą cząsteczkę obecną w przestrzeni kosmicznej, w bardziej złożone substancje, w tym aminokwasy takie jak glicyna. To odkrycie pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób mogło powstać życie, i może znaleźć zastosowanie w przemyśle.
Promieniowanie gamma to potężna forma energii, którą można znaleźć zarówno w kosmosie, jak i w materiałach radioaktywnych. Może ona inicjować reakcje chemiczne. Kiedy promienie gamma uderzają w metan, prosty gaz, na lodowym pyle kosmicznym, wspomagają tworzenie różnych cząsteczek organicznych. Proces ten może być kluczowy dla zrozumienia, jak w przestrzeni kosmicznej powstały elementy niezbędne do życia.
Produkcja metanu: Przemiany w różnych środowiskach
Czysty metan wytwarza etan, propan i wodór, choć w niewielkich ilościach. Dodatek tlenu zwiększa efektywność konwersji, prowadząc do powstania CO2, CO, etylenu i wody. W wodnych roztworach metan przekształca się w aceton i terbutanol. Obecność wody i tlenu przyspiesza reakcje, dając formaldehyd i kwas octowy. Dodanie amoniaku skutkuje tworzeniem glicyny, aminokwasu.
Badania wskazują, że proste molekuły kosmiczne, takie jak metan, mogą przekształcać się w kluczowe związki niezbędne do życia w określonych warunkach. Promienie gamma odgrywają istotną rolę w inicjowaniu reakcji, które są skuteczne nawet w zimnych przestrzeniach kosmicznych. Dodatkowo, różne ciała stałe, takie jak cząstki pyłu, wpływają na wyniki tych reakcji, oferując różnorodne ścieżki rozwoju molekuł.
Badania te mają praktyczne zastosowania. Metan, będący obfitym źródłem węgla, można przekształcać w użyteczne produkty przy użyciu promieniowania gamma w łagodnych warunkach. Cząsteczki pyłu, takie jak dwutlenek krzemu, mogą poprawiać pewne reakcje, na przykład precyzyjniejsze przekształcanie metanu w kwas octowy. Ta metoda może zrewolucjonizować wykorzystanie metanu w przemyśle chemicznym, oferując bardziej efektywną drogę jego konwersji.
Te odkrycia poszerzają naszą wiedzę o chemii organicznej zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi. Wskazują one, że wszechświat jest w stanie wspierać chemię niezbędną do powstania życia, nawet w bardzo jałowych rejonach. W szerszym kontekście ujawniają nowe możliwości wykorzystania obfitych zasobów węgla w naszym układzie słonecznym, co może prowadzić do innowacyjnych rozwiązań technologicznych.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1002/anie.202413296i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
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.202413296Udostępnij ten artykuł