اخترشناسان برای نخستین بار مولکول‌های قند را در قلب کهکشان راه شیری شناسایی کردند

برای نخستین بار در تاریخ، دانشمندان موفق به شناسایی مولکول قند در فضای میان‌ستاره‌ای شده‌اند. این قند که اریترولوز نام دارد و روی زمین در میوه‌هایی مانند تمشک و کیوی یافت می‌شود، در ابری غول‌پیکر از گاز و غبار در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری، در فاصله‌ای حدود ۲۶هزار و ۷۴۵ سال نوری از زمین، رصد شده است.

قندها برای حیات آن‌گونه که ما می‌شناسیم، نقشی حیاتی دارند. آن‌ها هم به عنوان مولکول‌های ذخیره‌کننده‌ی انرژی عمل می‌کنند و هم در ساختارهای زیستی بنیادینی مانند DNA و RNA به کار می‌روند. با‌این‌حال، قندها مولکول‌های نسبتاً شکننده‌ای هستند و ساخت آن‌ها از صفر، چه در اعماق فضا و چه در زمین ابتدایی، کار ساده‌ای نیست.

ابرهای مولکولی، که به عنوان «کارخانه‌های شیمیایی عظیم» شناخته می‌شوند، ممکن است راه میان‌بری برای تولید مولکول‌های قند فراهم کنند. این ابرها علاوه بر اینکه محل شکل‌گیری ستارگان و سیارات جدید هستند، شرایط مناسبی برای سنتز مولکول‌های پیچیده فراهم می‌آورند.

هرچه به عمق ابر می‌رویم، غبار بیشتری تابش را مسدود می‌کند، دما کاهش می‌یابد، و لایه‌هایی از یخ آب و دی‌اکسیدکربن روی دانه‌های غبار را می‌پوشانند. این شرایط، محیطی ایده‌آل برای تشکیل مولکول‌های پیچیده‌تر فراهم می‌آورد.

پژوهشگران شورای ملی تحقیقات اسپانیا و مرکز اخترزیست‌شناسی مؤسسه‌ی ملی فناوری هوافضای اسپانیا، از دو تلسکوپ رادیویی غول‌پیکر در اسپانیا استفاده کردند تا پرده‌ی غبارآلود این ابر را بشکافند و شیمی ظریف آن را آشکار کنند.

امواج رادیویی برخلاف نور مرئی، بدون آسیب از میان ابرهای عظیم گاز و غبار عبور می‌کنند. بخشی از این امواج رادیویی، از خود مولکول‌هایی که در ابر ساخته شده‌اند، گسیل می‌شوند. این مولکول‌ها که توسط امواج ضربه‌ای ناشی از ابرنواخترها یا سایر پدیده‌ها از جایگاه خود روی دانه‌های غبار کنده می‌شوند، هنگام چرخش، درخششی ضعیف اما قابل تشخیص از خود ساطع می‌کنند.

هر مولکول، الگوی منحصربه‌فردی روی این نور حک می‌کند که مانند بارکُد عمل می‌کند. اخترشناسان با تجزیه‌ی نور به رنگ‌های تشکیل‌دهنده‌اش، می‌توانند این الگوها را شناسایی کنند. بااین‌حال، پیداکردن مولکول‌های خاص کار ساده‌ای نیست؛ زیرا ممکن است صدها مولکول دیگر در ابر وجود داشته باشند که هم‌زمان سیگنال‌های خود را ارسال می‌کنند.

برای شناسایی هر مولکول، دانشمندان باید ابتدا الگوی نوری منحصربه‌فرد آن را در آزمایشگاه روی زمین کشف کنند. دانشمندان با استفاده از تکنیک جدیدی که در آن قند با پودر تالک مخلوط می‌شود تا به ماده‌ای جامد تبدیل شود، توانستند آن را با لیزر تبخیر کنند و الگوی تشخیصی آن را به دست آورند.

پژوهشگران داده‌های حاصل از ابر G+0.693-0.027 را برای یافتن قند جستجو کردند و نشانه‌های فراوانی از اریترولوز یافتند، اما به طرز شگفت‌آوری شواهد کمی از قندهای ساخته‌شده از سه اتم کربن در همان منطقه مشاهده کردند. این یافته، فرضیه‌ی قدیمی را زیر سوال می‌برد که بیان می‌دارد مولکول‌ها در فضا مانند ساختن زنجیر، حلقه‌به‌حلقه و یکی‌یکی ساخته می‌شوند. در عوض، تیم پژوهشی معتقد است اریترولوز ممکن است از دو مولکول دیگر به نام‌های «گلیکول‌آلدئید» و «اتیلن‌گلیکول» تشکیل شده باشد که هرکدام دو اتم کربن دارند و آن‌ها نیز در این ابر یافت شده‌اند.

نیک ایندریولو، اخترشناس مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی در بالتیمور که در مطالعه نقشی نداشته، می‌گوید تاکنون بیش از ۳۰۰ مولکول در فضا شناسایی شده‌اند که بیشتر آن‌ها برای انسان سمی هستند. اما با کاوش عمیق‌تر در دل ابرهای مولکولی، دانشمندان ترکیبات بیشتری را می‌یابند که پیش‌ماده‌های حیات هستند.

به گفته‌ی ایندریولو، «تا پیش از این تصور می‌شد قندها فقط می‌توانند در مناطقی از فضا که در نهایت به ستارگان و سیارات جدید تبدیل می‌شوند، شکل بگیرند. اما اکنون می‌دانیم قندها می‌توانند در این مناطق نیز تشکیل شوند.»

پژوهش در ژورنال Nature Astronomy منتشر شده است.