พบน้ำตาลชนิดเดียวกันกับในราสป์เบอร์รี ครั้งแรกในอวกาศ อาจเป็นเบาะแสเกี่ยวกับการกำเนิดสิ่งมีชีวิต

ที่มาของภาพ : Nasa/JPL-Caltech/S Stolovy (SSC/Caltech) et al (galaxy) & R Tsubin by process of Getty Photos (raspberries)

• • Author, โซฟี อับดุลลา
  • Feature, บีบีซี เวิลด์ เซอร์วิส
• Revealed เมื่อ 4 นาทีที่ผ่านมา
• เวลาอ่าน: 5 นาที

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบน้ำตาลชนิดหนึ่งในอวกาศ ซึ่งเป็นชนิดเดียวกับที่พบในราสป์เบอร์รีและโลชั่นทาผิวให้เป็นสีแทนบางชนิด

นี่ถือเป็นครั้งแรกที่มีการตรวจพบน้ำตาลในห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว ซึ่งเป็นพื้นที่ว่างระหว่างดวงดาวที่ประกอบด้วยก๊าซประมาณ Ninety nine% และฝุ่นอีก 1%

กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา มีดาวฤกษ์มากกว่า 100 พันล้านดวง มักถูกคั่นด้วยสสารระหว่างดวงดาวที่มีระยะห่างหลายล้านล้านกิโลเมตร ในบางบริเวณที่เย็นจัดที่เรียกว่า เมฆโมเลกุล (molecular clouds) ก๊าซจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของดาวฤกษ์ดวงใหม่

น้ำตาลอีริทรูโลส (erythrulose) ถูกค้นพบใกล้ใจกลางกาแล็กซีของเราในเมฆโมเลกุลขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “G+0.693−0.027”

น้ำตาลเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลก ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจ และนักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้สงสัยว่าอีริทรูโลสอาจมีส่วนทำให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีครั้งแรกบนโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ซึ่งนำไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิตในที่สุด

การวิเคราะห์แสงจากระยะไกล

ทีมวิจัยนานาชาติได้ตรวจพบอีริทรูโลสโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีความไวสูงมาก 2 ตัวซึ่งตั้งอยู่ในสเปน ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Yebes ขนาด 40 เมตรและกล้องโทรทรรศน์วิทยุ IRAM ขนาด 30 เมตร

ที่มาของภาพ : Marcos del Mazo by process of Getty Photos

ทีมงานตรวจพบชุดเส้นสเปกตรัม 12 ชุด ซึ่งเปรียบเสมือนลายนิ้วมือที่สามารถระบุอะตอมหรือโมเลกุลได้ ซึ่งตรงกับเส้นสเปกตรัมของน้ำตาลชนิดอีริทรูโลส การวิจัยชี้ให้เห็นว่ามีโมเลกุลอีริทรูโลสจำนวนมากในบริเวณนั้นของกลุ่มเมฆโมเลกุล

ส่วนประกอบสำคัญสำหรับชีวิต

น้ำตาลเป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงสร้างรหัสพันธุกรรมของเรา มันคือ “D” ในดีเอ็นเอ DNA (Deoxyribonucleic Acid) และ “R” ในอาร์เอ็นเอ RNA (Ribonucleic Acid) ซึ่งเป็นกรดนิวคลีอิก 2 ชนิดที่บรรจุข้อมูลทางพันธุกรรมในเซลล์สิ่งมีชีวิต

Quit of ได้รับความนิยมสูงสุด

น้ำตาลเป็นกุญแจสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเคมีก่อนกำเนิดสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในยุคแรกเริ่มของโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตเริ่มต้นขึ้น

นั่นคือที่มาของอีริทรูโลส ซึ่งเป็นน้ำตาลชนิดหนึ่งที่เรียกว่า “คีโตส” (ketose) ที่มีอะตอมคาร์บอน 4 อะตอม

“สิ่งที่เราเสนอคือ มันอาจมีส่วนช่วยในปฏิกิริยาชีวเคมีแรกเริ่มเหล่านี้” ดร.อิซาสคุน ฆิเมเนซ-เซร์รา นักเคมีดาราศาสตร์จากศูนย์ดาราชีววิทยาในสเปน ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยกล่าว

ชาร์ลส์ ดาร์วิน เคยมีการคาดการณ์อันโด่งดังเอาไว้ว่า ต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกอาจเริ่มต้นใน “บ่อน้ำอุ่นเล็ก ๆ” ซึ่งปฏิกิริยาเคมีนำไปสู่สารประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้นและการกำเนิดของชีวิตในที่สุด

“ถ้าอีริทรูโลสมาถึง ใน บ่ออุ่นแบบนี้ มันจะเปลี่ยนเป็นทรีโอสได้ง่ายมาก” ฆิเมเนซ-เซร์ราอธิบาย

ทรีโอสเป็นน้ำตาลสี่คาร์บอนอีกชนิดหนึ่ง มันเป็นส่วนประกอบหลักของกรดนิวคลีอิกชนิดง่ายที่เรียกว่าทีเอ็นเอ TNA (Threose Nucleic Acid) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่าอาจเป็นสารตั้งต้นของ RNA

ที่มาของภาพ : Ashley Barnes/European Southern Observatory (galaxy) & Juan García de la Concepción, University of Extremadura (molecule)

แล้วอีริทรูโลสเกิดขึ้นได้อย่างไร?

“ในเคมีดาราศาสตร์… สิ่งที่เราคิดกันมาแต่เดิมคือ โมเลกุลเหล่านี้ก่อตัวขึ้นตามลำดับโดยการเพิ่มอะตอมคาร์บอน” ฆิเมเนซ-เซร์รากล่าว

ดังนั้น นักวิจัยจึงคาดว่าจะพบโมเลกุลสามคาร์บอนในบริเวณเดียวกันของกลุ่มเมฆโมเลกุล แต่กลับไม่พบ

แทนที่จะเป็นเช่นนั้น พวกเขาคิดว่าอีริทรูโลสก่อตัวขึ้นบนอนุภาคฝุ่นระหว่างดาวจากโมเลกุล 2 คาร์บอนที่เรียกว่าอัลดีไฮด์ (aldehydes) และแอลกอฮอล์ (alcohols)

ฆิเมเนซ-เซร์ราเปรียบเทียบกับการต่อเลโก้ มีหลายวิธีที่คุณสามารถสร้างบล็อกเลโก้ 4 ชิ้นได้

“แต่เดิม เราคิดว่าวิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างโมเลกุลเหล่านี้คือการใช้ชิ้นส่วน 1 ชิ้น แล้วตามด้วยอีกบล็อกหนึ่งที่มี 3 ชิ้นส่วน” เธอกล่าว แต่สิ่งที่เหนือความคาดหมายคือ นักวิจัยพบว่ามีความเป็นไปได้สูงที่โมเลกุลนี้ถูกสร้างขึ้นจากบล็อกสองชิ้น ซึ่งแต่ละชิ้นประกอบด้วยส่วนย่อยสองส่วน

ก่อนกำเนิดดาวฤกษ์และดาวเคราะห์

ทีมวิจัยเชื่อว่า อีริทรูโลสอาจก่อตัวขึ้นในห้วงอวกาศระหว่างดวงดาวก่อนที่จะเดินทางมายังโลกพร้อมกับดาวหางและดาวเคราะห์น้อยในช่วงยุคการพุ่งชนครั้งใหญ่ (Leisurely Heavy Bombardment) ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีการพุ่งชนของดาวเคราะห์น้อยและดาวหางอย่างรุนแรง เชื่อกันว่าเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน

ที่จริงแล้ว น้ำตาลชนิดอื่น ๆ เช่น ไรโบส และกลูโคส ก็ถูกพบในดาวเคราะห์น้อย เช่น เบนนู (Bennu) ซึ่งโคจรเข้าใกล้โลกทุก ๆ 6 ปี และนาซาได้เก็บตัวอย่างไปแล้ว

ก่อนหน้านี้เคยมีการค้นพบโมเลกุลคล้ายน้ำตาลที่มีคาร์บอน 2 อะตอมที่เรียกว่าไกลโคอัลดีไฮด์ (glycolaldehyde) ในห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะไม่ถือว่าเป็นน้ำตาล “แท้” ซึ่งต้องมีคาร์บอนอย่างน้อย 3 อะตอม

ที่มาของภาพ : Nasa's Goddard Save Flight Heart Conceptual Image Lab

“งานวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าอวกาศสามารถสังเคราะห์ส่วนประกอบต่าง ๆ ที่อาจมีประโยชน์ในการกระตุ้นปฏิกิริยาทางชีวเคมีครั้งแรกเหล่านั้น” ฆิเมเนซ-เซร์รากล่าว

ผลการค้นพบชี้ให้เห็นว่าน้ำตาลสามารถก่อตัวขึ้นได้ “ก่อนการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์” และนักวิจัยเชื่อว่านี่เปิดโอกาสให้สามารถค้นพบน้ำตาลเหล่านี้ในภูมิภาคอื่น ๆ ของกาแล็กซีได้เช่นกัน

“ฉันคิดว่านี่เป็นโอกาสที่น่าสนใจมากสำหรับการค้นหาน้ำตาลเหล่านี้เพิ่มเติม และสำหรับการเพิ่มโอกาสที่สิ่งมีชีวิตจะพัฒนาในที่อื่น ๆ” เธอกล่าว

แต่การค้นพบน้ำตาลนี้ไม่ได้หมายความว่าคุณได้พบสิ่งมีชีวิตแล้ว

“สิ่งที่เรากำลังพูดถึงคือ น้ำตาลนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิต… หากมีอยู่ในระบบดาวเคราะห์อายุน้อยอื่น ๆ มันอาจเพิ่มโอกาสที่สิ่งมีชีวิตจะพัฒนาในลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้นบนโลก” นักวิจัยคาดการณ์

“นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมมันถึงสำคัญมาก”