Astrofysici van het National Radio Astronomy Observatory hebben een complexe organische verbinding in de interstellaire ruimte ontdekt die chiraal is. Wetenschappers hebben een synthesemechanisme voor zo'n molecuul voorgesteld dat kan helpen bij het oplossen van het probleem van homochiraliteit van het leven op aarde. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Science.
Veel organische moleculen hebben hun eigen spiegelkopieën, waarmee ze mentaal niet te combineren zijn. Hierin lijken ze op de rechter- en linkerhand. Van zo'n molecuul wordt gezegd dat het chiraliteit heeft (van het oude Griekse χειρ - "hand"), en deze eigenschap is kenmerkend voor de meeste biologisch significante verbindingen. Vergelijkbare vormen werden gevonden in meteorieten die op de aarde vielen, evenals in komeetmaterie, maar ze zijn nog niet gevonden in de interstellaire ruimte.
Afbeelding: eurekalert.org
Astrofysici die de zeer gevoelige Green Bank-radiotelescoop van 100 meter gebruikten, waren in staat om het eerste complexe organische molecuul met chiraliteit in de ruimte te vinden: propyleenoxide. De stof bevindt zich nabij het centrum van de Melkweg in een stervormende wolk van stof en gas die bekend staat als Boogschutter B2.
Complexe organische moleculen vormen zich op verschillende manieren in interstellaire wolken. Zo kunnen individuele verbindingen met elkaar botsen en samensmelten tot complexere stoffen. Als er echter grote moleculen zoals methanol verschijnen, wordt dit proces minder efficiënt. Om verder te gaan en propyleenoxide te krijgen, zouden kleine stukjes ijs volgens wetenschappers moeten dienen als een soort substraat waarop kleine moleculen worden afgezet. Deze laatste kunnen met elkaar verbinden en meer complexe structuren synthetiseren. De resulterende verbindingen verdampen uit de ijspellets en komen de ruimteomgeving binnen, waar ze chemische reacties aangaan met andere stoffen.
Met de verkregen gegevens kunnen we echter niet bepalen welke van de chirale vormen (enantiomeren) van propyleenoxide is gevonden. Enantiomeren hebben dezelfde smelt-, kook- en vriespunten en absorptiespectra. Astrofysici zijn echter van mening dat onderzoek naar de interactie van gepolariseerde lichtstralen met moleculen dit zal helpen verduidelijken.
De ontdekking van propyleenoxide maakt de weg vrij voor verdere experimenten die moeten helpen begrijpen hoe en waar chirale verbindingen worden gevormd, en om het probleem van homochiraliteit op te lossen. Omdat elk levend wezen op aarde moleculen van slechts één chirale vorm bevat, is het niet duidelijk hoe de keuze ten gunste ervan is gemaakt. Tegelijkertijd zou DNA bijvoorbeeld niet stabiel kunnen zijn als het zowel uit "linkshandige" als "rechtshandige" enantiomeren zou bestaan. Wetenschappers geloven dat hun ontdekking suggereert dat de vorming van organische stoffen in de ruimte een belangrijke rol speelde bij homochiraliteit.
Promotie video:
