प्राचीन क्षुद्रग्रहों के अंदर, गामा किरणों ने जीवन के निर्माण खंड बनाए

2021 में, हायाबुसा 2 अंतरिक्ष मिशन ने सफलतापूर्वक क्षुद्रग्रह 162173 रयुगु को पृथ्वी पर पहुंचाया - 4.5 अरब साल पहले सौर मंडल के गठन से बचा हुआ सबसे पुराना, सबसे प्राचीन पदार्थ का पांच ग्राम। पिछले वसंत में, वैज्ञानिकों ने खुलासा किया कि क्षुद्रग्रह की रासायनिक संरचना में 10 अमीनो एसिड, प्रोटीन के निर्माण खंड शामिल हैं। इस खोज ने सबूतों में जोड़ा है कि प्रारंभिक सूप जिससे पृथ्वी पर जीवन उत्पन्न हुआ हो सकता है कि क्षुद्रग्रहों के टुकड़ों से अमीनो एसिड के साथ अनुभवी हो।

लेकिन ये अमीनो एसिड कहां से आए? हमारे पारिस्थितिक तंत्र के माध्यम से बहने वाले अमीनो एसिड ज्यादातर पौधों में सेलुलर चयापचय के उत्पाद हैं। कौन सा गैर-जैविक तंत्र उन्हें उल्कापिंडों और क्षुद्रग्रहों में डाल सकता था?

वैज्ञानिकों ने कई तरीकों के बारे में सोचा है, और हाल ही में किया गया कार्य जापान में शोधकर्ताओं द्वारा एक महत्वपूर्ण नए की ओर इशारा किया गया है: एक तंत्र जो गामा किरणों का उपयोग अमीनो एसिड बनाने के लिए करता है। उनकी खोज से यह और भी अधिक संभावना प्रतीत होती है कि उल्कापिंडों ने पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति में योगदान दिया होगा।

जीवन की रसायन शास्त्र के एक अनिवार्य हिस्से के रूप में उनके कैशेट के बावजूद, एमिनो एसिड सरल अणु होते हैं जिन्हें पर्याप्त ऊर्जा होने पर कार्बन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन यौगिकों से कलात्मक रूप से पकाया जा सकता है। सत्तर साल पहले, स्टेनली मिलर और हेरोल्ड उरे के प्रसिद्ध प्रयोगों ने साबित कर दिया था कि मीथेन, अमोनिया और हाइड्रोजन के गैसीय मिश्रण में एक विद्युत निर्वहन (जो उस समय गलत तरीके से पृथ्वी के शुरुआती वातावरण की नकल करने के लिए सोचा गया था) का मिश्रण बनाने के लिए पर्याप्त था। कार्बनिक यौगिक जिनमें अमीनो एसिड शामिल हैं। बाद में प्रयोगशाला के काम ने सुझाव दिया कि अमीनो एसिड संभावित रूप से समुद्र तल पर हाइड्रोथर्मल वेंट के पास तलछट में भी बना सकते हैं, और ए 2018 में खोज पुष्टि की कि यह कभी-कभी होता है।

संभावना है कि मूल अमीनो एसिड अंतरिक्ष से आए होंगे, 1969 के बाद पकड़ में आने लगे, जब दो बड़े उल्कापिंड - पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में मर्चिसन उल्कापिंड और मैक्सिको में एलेंडे उल्कापिंड - उनके प्रभावों के तुरंत बाद बरामद किए गए। दोनों कार्बोनेसस चोंड्राइट थे, रायुगु से मिलते-जुलते उल्कापिंडों का एक दुर्लभ वर्ग, जो वैज्ञानिकों को लगता है कि सौर प्रणाली के पहले बनने के बाद छोटे बर्फीले पिंडों से प्राप्त हुआ था। दोनों में अमीनो एसिड की छोटी लेकिन महत्वपूर्ण मात्रा भी होती है, हालांकि वैज्ञानिक इस संभावना से इंकार नहीं कर सकते कि अमीनो एसिड उनके प्रभाव के प्रदूषक या उपोत्पाद थे।

फिर भी, अंतरिक्ष वैज्ञानिकों को पता था कि बर्फीले धूल के पिंड जो कार्बोनेसियस चोंड्राइट बनाते हैं, उनमें पानी, अमोनिया और एल्डिहाइड और मेथनॉल जैसे छोटे कार्बन अणु होने की संभावना होती है, इसलिए अमीनो एसिड के मौलिक घटक मौजूद होते। प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए उन्हें केवल ऊर्जा के स्रोत की आवश्यकता थी। प्रायोगिक कार्य ने सुझाव दिया कि सुपरनोवा से पराबैंगनी विकिरण ऐसा करने के लिए काफी मजबूत हो सकता था। धूल पिंडों के बीच टकराव भी उन्हें समान प्रभाव पैदा करने के लिए पर्याप्त गर्म कर सकते थे।

"हम अमीनो एसिड को जैविक रूप से बनाने के कई तरीके जानते हैं," कहा स्कॉट सैंडफोर्ड, नासा के एम्स रिसर्च सेंटर में एक प्रयोगशाला खगोल वैज्ञानिक। "और यह उम्मीद करने का कोई कारण नहीं है कि वे सब नहीं हुआ।"

अब रसायनज्ञों के नेतृत्व में जापान में योकोहामा नेशनल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम योको केबुकावा और केंसी कोबायाशी ने दिखाया है कि गामा किरणें चोंड्राइट्स में अमीनो एसिड भी पैदा कर सकती हैं। अपने नए काम में, उन्होंने दिखाया कि चोंड्राइट्स में रेडियोधर्मी तत्वों से गामा किरणें - संभवतः एल्यूमीनियम -26 - कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन यौगिकों को अमीनो एसिड में बदल सकती हैं।

बेशक, गामा किरणें कार्बनिक यौगिकों को उतनी ही आसानी से नष्ट कर सकती हैं जितनी आसानी से उन्हें बना सकती हैं। लेकिन जापानी टीम के प्रयोगों में, "रेडियोसोटोप्स द्वारा अमीनो एसिड उत्पादन में वृद्धि अपघटन की तुलना में अधिक प्रभावी थी," केबुकावा ने कहा, इसलिए गामा किरणों ने नष्ट होने की तुलना में अधिक अमीनो एसिड का उत्पादन किया। अपने प्रयोगों में देखे गए उत्पादन की दरों से, शोधकर्ताओं ने मोटे तौर पर गणना की कि गामा किरणें कार्बोनेसियस चोंड्रेइट क्षुद्रग्रह में अमीनो एसिड की सांद्रता को मर्चिसन उल्कापिंड में देखे गए स्तरों तक कम से कम 1,000 साल या 100,000 तक बढ़ा सकती हैं। .

चूंकि गामा किरणें, पराबैंगनी प्रकाश के विपरीत, एक क्षुद्रग्रह या उल्कापिंड के आंतरिक भाग में गहराई से प्रवेश कर सकती हैं, इस तंत्र की उत्पत्ति-के-जीवन परिदृश्यों के लिए अतिरिक्त प्रासंगिकता हो सकती है। "यह एक नया वातावरण खोलता है जिसमें अमीनो एसिड बनाया जा सकता है," सैंडफोर्ड ने कहा। यदि उल्कापिंड काफी बड़े हैं, "उनका मध्य भाग वायुमंडलीय प्रवेश से बच सकता है, भले ही बाहरी भाग दूर हो जाए," उन्होंने समझाया। "तो आप न केवल [अमीनो एसिड] बना रहे हैं बल्कि आप उन्हें ग्रह पर जाने के रास्ते पर बना रहे हैं।"

नए तंत्र की एक आवश्यकता यह है कि प्रतिक्रियाओं का समर्थन करने के लिए थोड़ी मात्रा में तरल पानी मौजूद होना चाहिए। यह एक महत्वपूर्ण सीमा की तरह लग सकता है - "मैं आसानी से कल्पना कर सकता हूं कि लोग सोचते हैं कि अंतरिक्ष के वातावरण में तरल पानी मुश्किल से मौजूद है," केबुकावा ने कहा। लेकिन कार्बोनेसस चोंड्रेइट उल्कापिंड हाइड्रेटेड सिलिकेट और कार्बोनेट जैसे खनिजों से भरे हुए हैं, जो केवल पानी की उपस्थिति में बनते हैं, उन्होंने समझाया, और चोंड्राइट्स में कुछ खनिज अनाज के अंदर पानी की थोड़ी मात्रा भी फंसी हुई पाई गई है।

इस तरह के खनिज साक्ष्य से, कहा वासिलिसा विनोग्राडॉफ़फ्रांस में ऐक्स-मार्सिले विश्वविद्यालय में एक ज्योतिषविद्, वैज्ञानिक जानते हैं कि युवा क्षुद्रग्रहों में महत्वपूर्ण मात्रा में तरल पानी होता है। "इन निकायों का जलीय परिवर्तन चरण, जो कि प्रश्न में अमीनो एसिड के बनने का मौका था, लगभग एक मिलियन वर्ष की अवधि थी," उसने कहा - अमीनो एसिड की मात्रा का उत्पादन करने के लिए लंबे समय से अधिक मनाया गया उल्कापिंडों में।

सैंडफोर्ड ने नोट किया कि प्रयोगों में उन्होंने और अन्य शोधकर्ताओं ने किया है, बर्फीले मिश्रणों का विकिरण जैसे कि आदिकालीन इंटरस्टेलर आणविक बादलों में जीवन के लिए प्रासंगिक हजारों यौगिकों को जन्म दे सकता है, जिसमें शर्करा और न्यूक्लियोबेस शामिल हैं, "और अमीनो एसिड वास्तव में हमेशा मौजूद होते हैं। मिश्रण। तो ब्रह्माण्ड अमीनो एसिड बनाने के लिए एक तरह से कठोर तार लगता है।

विनोग्राडॉफ़ ने उस विचार को प्रतिध्वनित किया और कहा कि उल्कापिंडों में मौजूद कार्बनिक यौगिकों की विविधता अब विशाल होने के लिए जानी जाती है। "यह सवाल और अधिक बढ़ गया है: ये अणु वे क्यों हैं जो पृथ्वी पर जीवन के लिए महत्वपूर्ण साबित हुए हैं?" उसने कहा। क्यों, उदाहरण के लिए, स्थलीय जीवन केवल 20 अमीनो एसिड का उपयोग करता है जो उत्पादित किया जा सकता है - और यह लगभग विशेष रूप से उन अणुओं के "बाएं हाथ" संरचनाओं का उपयोग क्यों करता है जब दर्पण-छवि "दाएं हाथ" संरचनाएं स्वाभाविक रूप से समान बहुतायत में बनता है? वे रहस्य हो सकते हैं जो भविष्य में जीवन की प्रारंभिक उत्पत्ति के रासायनिक अध्ययन पर हावी हैं।