Bild https://www.spektrum.de/news open space
Ett internationellt team med bland annat forskare från Heriot-Watt, Friedrich Schiller University i Jena i Tyskland och University of Virginia beskrivit att damm av mineral fungerar som en katalysator till att enkla föreningar kombineras till mer komplexa, potentiellt livsbildande molekyler även i rymdens extrema kyla. Studien om fenomenet har publicerats i The Astrophysical Journal
I studien beskrivs att
Ytreaktioner mellan koldioxid och ammoniak vilka båda är vanliga i rymden endast
sker effektivt då damm är närvarande.
Dessa reaktioner bildar ammoniumkarbamat en
förening som misstänks vara en kemisk föregångare till urea och andra livsviktiga molekyler.
Professor Martin McCoustra, astrokemist från
Heriot-Watts School of Engineering and Physical Sciences, påtalar: "Damm är
inte bara en passiv bakgrundsingrediens i rymden.
"Den ger ytor där molekyler kan mötas, reagera
och bilda mer komplex materia.
"I vissa delar av rymden är denna dammpåverkan en
förutsättning för att skapa livets molekylära byggstenar.
"Vi vet numera att ytreaktioner sker effektivt och snabbare med damm närvarande än där detta inte finns."
I Dr Alexey Potapovs laboratorium i Jena utgjorde
dammiga smörgåsar av tunna lager av koldioxid och ammoniak, separerade av ett
lager av porösa silikatkorn som producerats vid laseravdunstning, en realistisk
ersättning för kosmiskt stoft.
När proverna som hade en teperatur av –260°C (liknande den i interstellära moln) värmdes upp till cirka –190°C (förhållanden som förekommer
när dessa moln utvecklas till protoplanetära skivor), spred sig molekylerna
genom dammskiktet och reagerade till att bilda ammoniumkarbamat.
Utan dammlagret reagerade de iskalla molekylerna
inte lika bra.
Teamet identifierade detta som ett exempel på
syra-bas-katalys som involverar överföring av protoner och det är första gången sådan
kemi observerats under simulerade rymdförhållanden.
Dr Alexey Potapov sade: "Resultaten tyder på
att dammkorn spelar en mycket mer aktiv roll i astrokemi än man tidigare
trott.
"Genom att flyta genom interstellära moln och
protoplanetära skivor kan dessa partiklar utgöra mikromiljöer där molekyler
möts och utvecklas till mer komplexa former.
Professor McCoustra tillade: "Vi har visat att
damm kan främja den kemi som krävs för att bygga mer komplexa organiska ämnen,
även vid extremt låga temperaturer.
"Det här kan vara hur naturen övervinner
rummets hårdhet för att starta kemin som slutligen leder till liv."
Forskarna planerar att undersöka om andra molekyler
kan bildas på samma sätt, och om denna dammdrivna kemi sker idag i
protoplanetära skivor. Skivorna där nya planeter blir till.
