Phát hiện ra phân tử hữu cơ có thể tạo nên sự sống ở khu vực trung tâm Dải Ngân hà

Gần trung tâm Dải Ngân hà, trong một đám mây bụi khổng lồ nằm giữa các vì sao, các nhà thiên văn học phát hiện ra một phân tử hữu cơ chưa từng xuất hiện trong không gian Vũ trụ. Được đặt cho cái tên propargylamine, nó có thể là thành tố chủ chốt trong sự thành thành axit amin, một trong những thứ tối quan trọng trong lịch sử sự sống.

“Sự kỳ lạ của thứ chất hóa học này nằm ở liên kết đôi carbon-nitro của chúng, khiến chúng có tính phản ứng cao”, Luca Bizzocchi, nhà hóa học thiên văn công tác tại Viện Vật lý Ngoài hành tinh Max Planck, cho hay.

“Với liên kết đôi này, nó trở thành phần tử quan trọng trong chuỗi hóa học dẫn tới sự hình thành của những phân tử đơn giản nhất, nhiều nhất Vũ trụ chứa carbon và nitro - ví dụ như formaldehyde (H₂CO) hay amoniac (NH₃) - cho tới những thứ phức tạp như axit amin, viên gạch nền móng của sinh học mặt đất”.

Hình vẽ minh họa Dải Ngân hà.

Các nhà khoa học tìm thấy phân tử hữu cơ này trong một hệ thống các đám mây khí gas phân tử, có tên Khu vực Phân tử Trung tâm - Central Molecular Zone (ký hiệu G 0.693-0.027), một khoảng không gian vốn vẫn thú hút ánh mắt của các chuyên gia trong ngành. Nơi đây chứa nhiều phân tử hữu cơ phức tạp có trong Vũ trụ như: ethyl formate, iso-propyl cyanide và propylene oxide.

Các chất trên đều là các prebiotic, có vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra “các viên gạch nền sự sống” như acid amin, ARN và ADN. Như nhà nghiên cứu Bizzocchi nhận định, các propargylamine có thể đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các yếu tố của sự sống nêu trên; cụ thể, những phân tử có liên kết đôi carbon-nitro đóng vai trò lớn trong phản ứng hóa học có tên tổng hợp Strecker - phương pháp tạo acid amin trong môi trường thí nghiệm.

Bên cạnh đó, propargylamine còn có cấu trúc tương đồng với một số phân tử hữu cơ đã từng được xác nhận có tồn tại trong không gian ngoài Trái đất. Vậy nên Bizzocchi và cộng sự quyết định phải tìm được nó. Đầu tiên, họ cần phải hiểu rõ propargylamine trong môi trường phòng thí nghiệm trước đã.

Propargylamine trong đám phân tử G 0.693-0.027.

Khi ánh sáng xuyên thấu một đám mây phân tử, các phân tử trong đó sẽ hấp thụ và phát tán lại các bức xạ điện tử ở một bước sóng nhất định, mỗi phân tử lại tạo ra những bước sóng khác nhau. Có thể coi đây là “dấu vân tay” của các phân tử hữu cơ, và để “phá án”, các nhà khoa học phải biết dấu vân đó hình hài ra sao.

“Khi phân tử quay trong khoảng không, chúng phát ra photon ánh sáng ở những tần số cụ thể. Khi kết hợp thông tin này vói dữ liệu từ các kính viễn vọng vô tuyến, chúng tôi biết được phân tử có tồn tại trong đám mây bụi không”, nhà nghiên cứu Bizzocchi giải thích.

Có được dấu vân tay từ phòng thí nghiệm, và rồi so sánh nó với kết quả kính viễn vọng quan sát được, họ có được khám phá thú vị nơi Khu vực Phân tử Trung tâm. 

“[Phân tử hữu cơ] nằm trong số dữ liệu về G 0.693-0.027, chỉ có điều chúng tôi không xác định được chúng khi không rõ quang phổ - là khuôn hình tín hiệu - phát ra từ chúng. Ngay khi có được thông tin còn thiếu, chính là nhờ kết quả đo đạc được trong phòng thí nghiệm, chúng tôi nhận ngay ra propargylamine đang nằm chờ ai đó phát hiện ra”, nhà nghiên cứu Víctor M. Rivilla tới từ Viện Vật lý thiên văn Quốc gia Ý cho hay.

Ai mà biết được trong rộng lớn ngoài kia, còn thứ gì chưa có “vân tay” đang chờ con người khám phá?