Axit amin - yếu tố kiến tạo sự sống - có thể đã hình thành từ rất lâu trước khi các ngôi sao và hành tinh ra đời

Một nghiên cứu mới được tiến hành bởi các nhà khoa học tại Đại học Queen Mary (Anh) và Viện thiên văn Leiden (Hà Lan) đã tiết lộ một kết quả tất đáng chú ý: Glycine và các axit amin (tiếng Anh: amino acid) phổ biến khác đã từng hình thành trong những đám mây bụi dày đặc trước khi chúng biến đổi thành các ngôi sao và hành tinh mới - một phát hiện chưa từng được biết đến trong lịch sử nghiên cứu thiên văn của nhân loại.

Việc làm sáng tỏ sự hình thành và phân bố của các phân tử hữu cơ phức tạp trong không gian chính là chìa khóa mở ra cánh cửa kho chứa vô số kiến thức về những điều kiện ban đầu góp phần hình thành nên sự sống trên Trái đất. Trong nghiên cứu của mình, các nhà khoa học Anh và Hà Lan đã phát hiện ra rằng Glycine - axit amin đơn giản nhất với tiền chất amin là methylamine và các hợp chất hữu cơ khác - có tồn tại trong trạng thái hôn mê của các sao chổi như Wild 2 (trong sứ mệnh Stardust của NASA) và 67P/Churyumov-Gerasimenko (trong sứ mệnh Rosetta của ESA).

Trên thực tế, có không ít bằng chứng mạnh mẽ cho thấy sao chổi là thiên thể hành tinh nguyên thủy nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta, và các phân tử hữu cơ hiện diện trong băng của chúng có nguồn gốc từ các vì sao từ khi chưa hình thành hoàn chỉnh.

Tiến sĩ Sergio Ioppolo và các đồng nghiệp tại Đại học Queen Mary đã chỉ ra rằng glycine có thể hình thành trên bề mặt của các hạt bụi băng giá, khi không có năng lượng, thông qua ‘‘dark chemistry” - một thuật ngữ đề cập đến khái niệm hóa học mà không cần bức xạ năng lượng”.

“Trong phòng thí nghiệm, chúng tôi có thể mô phỏng các điều kiện có trong những đám mây bụi khí giữa các vì sao, nơi các hạt bụi lạnh được bao phủ bởi lớp băng mỏng và sau đó được xử lý bằng cách tác động vào các nguyên tử khiến các tiền chất phân mảnh và chất trung gian phản ứng tái kết hợp”, Tiến sĩ Sergio Ioppolo cho biết.

Sau đó, bằng cách sử dụng thiết lập chân không siêu cao độc đáo, cùng với đó là một loạt các công cụ chẩn đoán chính xác, nhóm nghiên cứu đã xác nhận rằng glycine cũng có thể được hình thành và sự hiện diện của nước đá là điều cần thiết trong quá trình này.

Thông qua việc sử dụng các mô hình hóa thiên văn, nhóm nghiên cứu đã có thể ngoại suy dữ liệu thu được trên một thang thời gian điển hình trong phòng thí nghiệm chỉ một ngày với điều kiện thực tế trong không gian kéo dài hàng triệu năm.

Từ điều này, các nhà nghiên cứu thấy rằng một lượng glycine thấp nhưng đáng kể có thể được hình thành trong không gian từ trước khi các ngôi sao cũng như hành tinh thực sự được sinh ra. Nói cách khác, những phân tử được coi là yếu tố cơ bản xây dựng lên sự sống trên thực tế đã xuất hiện ở giai đoạn trước khi các ngôi sao và hành tinh thành hình. Điều này rất có thể cũng đúng với trường hợp của Trái đất.

“Sau khi được hình thành, glycine cũng có thể trở thành tiền chất của các phân tử hữu cơ phức tạp khác”, Tiến sĩ Sergio Ioppolo nhận định.

Ngoài ra về nguyên tắc, theo cùng một cơ chế, các nhóm chức năng khác có thể được thêm vào bộ khung của glycine, dẫn đến sự hình thành các axit amin khác, chẳng hạn như alanin và serine trong các đám mây bụi khí không gian. Cuối cùng, kho phân tử hữu cơ phong phú này được đưa vào các thiên thể, chẳng hạn như sao chổi, và chuyển đến các hành tinh trẻ, như đã xảy ra với Trái đất của chúng ta và nhiều hành tinh khác.