We hebben suiker gevonden in de ruimte.
Niet het witte korrelige spul in je keukenla. Erythrulose. Een suiker met vier koolstofatomen. Het bevindt zich in een moleculaire wolk nabij het centrum van de Melkweg, specifiek in de regio G+0,693-0,027.
Dit verandert het verhaal over hoe het leven begon.
Suikers vormen de ruggengraat van DNA en RNA. Zonder hen houden die moleculen niet bij elkaar. Maar er zit een gat in onze huidige theorie. Laboratoriumexperimenten zeggen dat de vroege aarde op eigen kracht niet genoeg suiker produceerde om het leven op gang te brengen. Dus waar kwam het vandaan?
Meteorieten hebben ons hints gegeven. Ribose en glucose werden aangetroffen in asteroïdemateriaal. Dat duidde op de grondstoffen die werden gevormd in de eeuwenoude wolk waaruit ons zonnestelsel voortkwam. Maar tot nu toe hebben we suiker nooit rechtstreeks in de interstellaire ruimte gezien.
Nu hebben we dat gedaan.
Hoe wetenschappers interstellaire erythrulose ontdekten
Het team raadde het niet. Ze luisterden.
Met behulp van de 40 meter lange Yebes-radiotelescoop en de 34 meter lange IRAM-telescoop hebben onderzoekers de hemel afgespeurd naar spectraallijnen. Dit zijn chemische vingerafdrukken. Licht dat door moleculen wordt geabsorbeerd, laat een uniek patroon achter.
Ze vonden twaalf specifieke lijnen. Ze kwamen perfect overeen met de laboratoriumsignatuur van erythrulose.
Dit is de reden waarom dit belangrijk is voor iedereen die op zoek is naar erythrulose bij detectie van de interstellaire ruimte :
*Het is een ketose. Specifiek de enige met vier koolstofatomen.
* Het komt minstens acht keer vaker voor dan vergelijkbare suikers met drie koolstofatomen.
* Die suikers met drie koolstofatomen? Ze waren er niet eens.
De hoofdauteur, Izaskun Jiménez-Serra van CAB, geeft toe dat het hen verraste. De standaardregel in de astrochemie zegt dat moleculen groeien door één koolstof tegelijk toe te voegen. Opeenvolgend. Stap voor stap.
Erythrulose breekt die schimmel. Het bleek groter dan verwacht.
Experimenten met collega’s van de Universiteit van Extremadura en de Radboud Universiteit lieten zien hoe dat gebeurt. Eenvoudige alcoholen en aldehyden met twee koolstofatomen vermengen zich in interstellair ijs. Ze koken. Erythrulose-vormen.
Het is geen magie. Het is chemie. Koude, donkere, efficiënte chemie.
Waar past deze suiker in de oorsprong van het leven?
Waarom suiker zoeken in de ruimte?
Omdat de aarde werd belegerd. Tussen 4,1 en 3,8 miljard jaar geleden vond het Late Zware Bombardement plaats. Rotsen. Ijs. Kometen. Allemaal botsend op onze planeet.
Deze studie suggereert dat deze effecten meer opleverden dan alleen water. Ze brachten suiker.
Onderzoekers berekenden de overvloed aan erythrulose in die wolk. Als we dat extrapoleren naar de bombardementsperiode, zou de aarde tussen de 500.000 ton en 50 miljoen ton erythrulose kunnen hebben ontvangen.
Dat is veel suiker voor een jonge planeet die cellen probeert te bouwen.
Het biedt een alternatieve aanvoerlijn. In plaats van te wachten tot de aarde haar eigen voorlopers heeft gemaakt, heeft het universum ze misschien naar binnen verscheept. Dit past bij de zoekintentie van degenen die zich afvragen hoe interstellaire moleculen hebben bijgedragen aan de prebiotische chemie op aarde.
Carlos Briones, een co-auteur, ziet het als een deuropening. Als erythrulose aanwezig is, kan ribose dat ook zijn. Ribose is het belangrijkste onderdeel van RNA.
“De detectie van erythrulose opent de mogelijkheid om in de ruimte andere belangrijke moleculen voor het ontstaan van leven te ontdekken.”
Waarom dit eerdere astrochemische modellen uitdaagt
De heersende opvatting ging ervan uit dat de groei lineair was. Voeg koolstof toe. Voeg koolstof toe. Herhalen.
Deze bevinding suggereert snelkoppelingen. Complexe suikers kunnen worden gevormd uit eenvoudigere blokken van twee koolstofatomen zonder de tussenstappen te doorlopen waarvan we dachten dat ze verplicht waren.
Het daagt het idee uit dat grootte gelijk is aan tijd of complexiteit in het interstellaire medium.
Voor degenen die zich afvragen welke suikers waarschijnlijk worden aangetroffen in meteorieten versus interstellaire wolken : het onderscheid wordt steeds scherper. Meteorieten hebben ribose en glucose. De interstellaire ruimte heeft nu erythrulose. De verdeling is niet willekeurig. Het weerspiegelt waar en hoe deze moleculen ontstonden voordat ze ooit vast gesteente raakten.
Wat er vervolgens gebeurt in het onderzoek naar de oorsprong van het leven
Dit werd gepubliceerd in Nature Astronomy. De auteurslijst is lang en omvat meerdere instellingen. De financiering kwam uit de ERC-subsidie OPENS. Het werk is solide.
Maar het roept meer vragen op dan het beantwoordt.
Als erythrulose overvloedig aanwezig is, waarom is ribose dan zo zeldzaam op deze specifieke scans? Is het verborgen? Is het vernietigd? Of ontstaat het alleen onder verschillende omstandigheden?
Mogelijk vinden we hierna de rest van het recept.
Het universum is geen lege ruimte. Het is een laboratorium. En het kookt de ingrediënten van het leven al voordat de zon opkwam. We leren het nu pas proeven.
