Prima che esistesse la vita come la conosciamo, c'erano molecole. Ma la serie di passaggi che portano a questa transizione è rimasta uno dei misteri amati della scienza.
Una nuova ricerca suggerisce che i mattoni della vita - molecole prebiotiche - possono formarsi nelle atmosfere dei pianeti, dove la polvere fornisce una piattaforma sicura su cui formarsi e varie reazioni con il plasma circostante forniscono energia sufficiente per creare la vita.
"Se la formazione della vita è come un puzzle - un puzzle molto grande e complicato - mi piace immaginare le molecole prebiotiche come alcuni dei singoli pezzi del puzzle", ha detto il professor Craig Stark di St. Andrews. “Mettendo insieme i pezzi si formano strutture biologiche più complicate che creano un'immagine più chiara e riconoscibile. E quando tutti i pezzi sono a posto, l'immagine che ne risulta è la vita. "
Attualmente pensiamo che le molecole prebiotiche si formino sui piccoli granelli di ghiaccio nello spazio interstellare. Sebbene ciò possa sembrare in contraddizione con la convinzione facilmente accettata che la vita nello spazio sia impossibile, la superficie del grano in realtà fornisce un piacevole ambiente ospitale per la vita da formare in quanto protegge le molecole dalle radiazioni spaziali dannose.
"Le molecole si formano sulla superficie della polvere dall'adsorbimento di atomi e molecole dal gas circostante", ha dichiarato Stark a Space Magazine. "Se sono disponibili gli ingredienti appropriati per produrre un particolare composto molecolare e le condizioni sono giuste, sei in affari."
Per "condizioni", Stark sta suggerendo il secondo ingrediente necessario: l'energia. Le molecole semplici che popolano la galassia sono relativamente stabili; senza un'incredibile quantità di energia non formeranno nuovi legami. Si è pensato che la vita potesse formarsi in fulmini ed eruzioni vulcaniche proprio per questo motivo.
Quindi Stark e i suoi colleghi hanno rivolto gli occhi alle atmosfere degli esopianeti, dove la polvere è immersa in un plasma pieno di ioni positivi ed elettroni negativi. Qui le interazioni elettrostatiche delle particelle di polvere con il plasma possono fornire l'elevata energia necessaria per formare composti prebiotici.
In un plasma il granello di polvere assorbirà rapidamente gli elettroni liberi, caricandosi negativamente. Questo perché gli elettroni sono più leggeri, e quindi più veloci, degli ioni positivi. Una volta che il granello di polvere viene caricato negativamente, attirerà un flusso di ioni positivi, che accelererà verso la particella di polvere e si scontrerà con più energia di quella che farebbero in un ambiente neutro.
Per testare questo, gli autori hanno studiato un'atmosfera di esempio, che ha permesso loro di esaminare i vari processi che possono trasformare il gas ionizzato in un plasma e determinare se il plasma avrebbe portato a reazioni abbastanza energiche.
"Come prova di principio abbiamo esaminato la sequenza di reazioni chimiche che portano alla formazione della più semplice aminoacido glicina", ha affermato Stark. Gli aminoacidi sono grandi esempi di molecole prebiotiche perché sono necessari per la formazione di proteine, peptidi ed enzimi.
I loro modelli hanno mostrato che "gli ioni di plasma possono effettivamente essere accelerati a energie sufficienti che superano le energie di attivazione per la formazione di formaldeide, ammoniaca, acido cianidrico e, in definitiva, l'aminoacido glicina", ha dichiarato Stark a Space Magazine. "Questo potrebbe non essere stato possibile se il plasma fosse assente."
Gli autori hanno dimostrato che con temperature plasmatiche modeste, c'è energia sufficiente per formare la molecola prebiotica di glicina. Temperature più elevate possono anche consentire reazioni più complesse e quindi molecole prebiotiche più complesse.
Stark e i suoi colleghi hanno dimostrato una via percorribile per la formazione di una molecola prebiotica, e quindi la vita, in condizioni apparentemente comuni. Mentre l'origine della vita può rimanere uno dei misteri amati della scienza, continuiamo a ottenere una migliore comprensione, un pezzo di puzzle alla volta.
Il documento è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astrobiology ed è disponibile per il download qui.
