Astronomen vinden suiker buiten ons zonnestelsel: belangrijke stap in zoektocht naar de oorsprong van leven
Een opmerkelijke ontdekking uit de ruimte houdt wetenschappers wereldwijd bezig. Astronomen hebben voor het eerst een echte suikermolecule gevonden buiten ons zonnestelsel. De stof werd aangetroffen in een enorme wolk van gas en stof vlak bij het centrum van de Melkweg.
De vondst lijkt op het eerste gezicht misschien weinig spectaculair. Er groeien immers geen frambozen in de ruimte. Toch kan deze ontdekking veel vertellen over een van de grootste vragen in de wetenschap: hoe is leven ooit ontstaan? De resultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Astronomy.
Suiker tussen de sterren
Suikers zijn onmisbaar voor het leven zoals wij dat kennen. Ze leveren energie en vormen belangrijke bouwstenen van onder meer DNA. Eenvoudige suikers werden eerder al gevonden op planetoïden in ons zonnestelsel, maar buiten onze kosmische achtertuin was een echte suikermolecule nog nooit aangetroffen. Dat is nu veranderd. Onderzoekers ontdekten de chemische handtekening van erythrulose, een suiker met vier koolstofatomen. Op aarde komt deze stof van nature voor in frambozen en wordt ze ook gebruikt in zelfbruinende lotions.
Volgens hoofdonderzoeker Izaskun Jiménez-Serra van het Spaanse Centrum voor Astrobiologie is de ontdekking veel meer dan een chemische curiositeit. “De ontdekking van de eerste suiker in de interstellaire ruimte laat zien dat de belangrijkste bouwstenen voor leven al kunnen ontstaan in moleculaire nevels, nog voordat sterren en planeten worden gevormd.”
Een kosmische speurtocht
De suiker werd opgespoord in de gigantische gas- en stofwolk G+0.693-0.027, dicht bij het centrum van onze Melkweg. Met twee Spaanse radiotelescopen vingen de onderzoekers uiterst zwakke radiosignalen op. Vervolgens vergeleken ze die met laboratoriummetingen. Die chemische vingerafdruk bleek precies overeen te komen met erythrulose. Volgens Evan Bieske, hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Melbourne, is er nauwelijks twijfel over de uitkomst.
Geen fruit in de ruimte
Wie nu droomt van zwevende frambozen tussen de sterren moet die gedachte meteen loslaten. “Het bestaan ervan in de ruimte is een aanwijzing dat relatief complexe moleculen, waarvan sommige op aarde een biologische functie hebben, kunnen ontstaan door abiotische chemische reacties in enorme moleculaire wolken”, zegt Bieske. Met andere woorden: de suiker is niet gemaakt door leven, maar door de natuur zelf.
Wel blijft één vraag voorlopig onbeantwoord. Erythrulose bestaat in twee spiegelbeeldige varianten. Met de gebruikte meetmethode kunnen wetenschappers niet bepalen welke versie zich in de ruimte bevindt.
Lees meer: Ruimtemissie Hera kan de toekomst van de mensheid veranderen
Bouwstenen stapelen zich op
Het is niet de eerste keer dat onderzoekers in dit gebied een stof aantreffen die lijkt op suiker. Ruim twintig jaar geleden ontdekten astronomen hier al glycolaldehyde. Dat molecuul lijkt sterk op suiker, maar voldoet net niet aan de wetenschappelijke definitie.
“Het wordt niet als suiker beschouwd omdat het niet beschikt over het minimale aantal van drie koolstofatomen en de functionele groepen die biochemici nodig achten om stabiele ringvormige structuren te vormen”, legt Jiménez-Serra uit. Volgens haar vormt glycolaldehyde juist een belangrijke tussenstap. Op ijzige stofdeeltjes reageert het met ethyleenglycol. Beide moleculen bevatten twee koolstofatomen. Samen kunnen ze uitgroeien tot erythrulose.
Ze vergelijkt het proces met speelgoed: “Erythrulose ontstaat op het oppervlak van interstellaire stofkorrels door een chemische reactie tussen glycolaldehyde en ethyleenglycol, beide met twee koolstofatomen, alsof twee grote Lego-blokken aan elkaar worden gekoppeld.”
Chemie in de diepvries
De ruimte lijkt misschien leeg, maar op moleculair niveau gebeurt er verrassend veel. Inmiddels zijn al meer dan 350 verschillende moleculen ontdekt tussen de sterren. Dat is opvallend, want chemische reacties verlopen daar onder extreme omstandigheden. De temperatuur ligt ver onder het vriespunt en moleculen komen elkaar maar zelden tegen.
“Chemie in de ruimte lijkt in niets op die op aarde”, zegt Bieske. Hij vervolgt: “De temperaturen en dichtheden zijn zeer laag, waardoor moleculen elkaar maar zelden ontmoeten, al neemt de kans op een ontmoeting toe wanneer een van de reagerende moleculen elektrisch geladen is.”
Zelfs wanneer twee moleculen botsen, is het vormen van een groter molecuul lastig. De energie die daarbij vrijkomt moet ergens naartoe. Op aarde nemen andere moleculen die energie vaak op. In de bijna lege ruimte is die hulp er meestal niet.
Stofkorrels als mini-laboratoria
Volgens de onderzoekers lossen microscopisch kleine stofdeeltjes dat probleem op. Ze zijn bedekt met een dun laagje ijs waarin allerlei eenvoudige moleculen vastzitten. Onder invloed van ultraviolet licht en kosmische straling kunnen die langzaam met elkaar reageren en steeds complexere verbindingen vormen. Zodra zo’n stofkorrel opwarmt, verdampt het ijs en komen de nieuw gevormde moleculen vrij in de ruimte.
De ontdekking van erythrulose laat zien dat de ingrediënten voor leven waarschijnlijk veel eerder ontstaan dan gedacht. Al voordat sterren, planeten of misschien zelfs complete zonnestelsels worden gevormd, is de chemie achter het leven blijkbaar al volop aan het werk. Dat maakt de kans groter dat de bouwstenen van leven op veel meer plekken in het heelal aanwezig zijn dan wetenschappers lange tijd aannamen.
Lees ook: Nieuwe telescopen brengen een van de grootste mysteries van het heelal dichterbij
Lees ook
