Mroczna chemia kosmosu. Bez niej nie byłoby życia na Ziemi

Przestrzeń międzygwiazdowa może się wydawać zastraszająco pusta i zimna. Ale to z niej właśnie docierają na Ziemię związki organiczne niezbędne dla powstania i rozwoju życia.

Adam Block/Steward Observatory/University of Arizona/Polityka Betelgeza z gwiazdozbioru Oriona. Czerwony nadolbrzym. To z takich gwiazd bierze się większość międzygwiezdnego pyłu.

Gwiazdy nie tkwią w próżni. Dla ziemskich chemików ośrodek międzygwiazdowy jest jednak próżnią niemal doskonałą: w litrze najgęstszej jego frakcji (tzw. obłoków molekularnych) jest dziesięć bilionów razy mniej atomów niż w litrze powietrza, którym oddychamy. Choć tak niska gęstość, połączona w dodatku z temperaturą nieprzekraczającą -250 st. C, słabo kojarzy się z warunkami laboratoryjnymi, to jednak właśnie obłoki molekularne ujawniły niezwykłe zdolności do syntetyzowania skomplikowanych chemikaliów.

Każdy pierwiastek i każdy związek chemiczny wytwarza charakterystyczny zestaw tzw. linii widmowych (dalej: widmo), którego dobrą analogią jest kod kreskowy. Widma pierwiastków występujących na Słońcu można obejrzeć, rozszczepiając za pomocą pryzmatu zwykłe światło dzienne. Widma wielu związków najłatwiej jest jednak obserwować w zakresie radiowym. W ten sposób wykryto pierwszy „kosmiczny” związek organiczny. Był nim formaldehyd, którego wodny roztwór znamy jako formalinę. W 1969 r. jego widmo zaobserwowano w kilkunastu punktach Drogi Mlecznej, a dokonał tego zespół Lewisa Snydera z National Astronomical Radio Obserwatory w Green Bank w Wirginii Zachodniej.

Po tym odkryciu pojawiła się nowa specjalność astronomiczna – astrochemia, i dalsze detekcje posypały się jak z przysłowiowego rękawa. Rok później w przestrzeni międzygwiazdowej wykryto metanol, a w następnych latach m.in. etanol, aceton, benzen, fenol, aldehyd glicerynowy (najprostszy cukier), metyloaminę (prekursor aminokwasów), formamid (uniwersalny substrat do syntezy cukrów, aminokwasów i zasad azotowych nukleotydów) oraz etanoloaminę (kluczowy składnik fosfolipidów, z których zbudowane są błony komórkowe).

Dziś lista związków organicznych zidentyfikowanych w przestrzeni międzygwiazdowej ma grubo ponad 200 pozycji.