Gula Sebenar Pertama Ditemui di Angkasa Lepas: Eritrulosa Dikesan Berhampiran Pusat Bima Sakti

Selama beberapa dekad, ahli astronomi telah menemui asid amino, alkohol, dan juga molekul ringkas seperti gula dalam awan gas dan debu yang luas di antara bintang-bintang. Tetapi gula sebenar — monosakarida dengan struktur gula yang lengkap — masih sukar dikesan. Semua itu berubah baru-baru ini.

Dalam satu kajian yang diterbitkan dalam Nature Astronomy dan diketuai oleh ahli kimia astro Izaskun Jiménez-Serra dari Centro de Astrobiología (CAB-CSIC/INTA) Sepanyol, penyelidik melaporkan pengesanan pertama eritrulosa (C₄H₈O₄) di ruang antara bintang . Penemuan ini menutup jurang yang berterusan dalam kimia prebiotik dan memberikan bukti terkuat setakat ini bahawa bahan mentah untuk kehidupan boleh terbentuk secara semula jadi dalam vakum sejuk antara bintang.

Apa yang Dijumpai Ahli Astronomi

Eritrulosa ialah gula ketosa empat karbon yang bersifat kiral. Di Bumi, ia ditemui secara semula jadi dalam buah raspberi dan merupakan ramuan biasa dalam losyen penyamakan tanpa matahari. Di angkasa, ia dikesan di dalam awan molekul yang terkenal kaya dengan molekul organik bernama G+0.693-0.027, yang terletak berhampiran pusat galaksi Bima Sakti, kira-kira 26,000 tahun cahaya dari Bumi .

Apa yang menjadikan penemuan ini penting bukan sekadar identiti molekul itu, tetapi juga kelimpahannya. Eritrulosa didapati sekurang-kurangnya lapan kali lebih banyak daripada gula tiga karbon yang lebih ringkas (seperti glikolaldehid) di kawasan yang sama, menjadikannya spesies gula dominan yang dikesan di ruang antara bintang .

Bagaimana Ia Ditemui

Pasukan penyelidik menggunakan dua teleskop radio yang paling sensitif di Sepanyol — teleskop Yebes 40 meter dan teleskop IRAM 30 meter — untuk menjalankan tinjauan spektrum jalur lebar yang sangat sensitif terhadap awan molekul G+0.693-0.027 .

Setiap molekul mempunyai tandatangan putaran yang unik, sejenis cap jari kimia yang muncul sebagai garisan spektrum tertentu apabila dilihat melalui teleskop radio. Penyelidik memadankan isyarat radio samar yang datang dari awan dengan spektrum eritrulosa yang diukur di makmal, mengesahkan kehadirannya tanpa keraguan .

Pencarian ini dapat dilakukan berkat kerja makmal yang teliti yang diterbitkan beberapa tahun sebelumnya. Pada tahun 2021, penyelidik di University of the Basque Country (UPV/EHU) telah pun menentukan struktur molekul eritrulosa dengan sangat tepat, mencipta peta spektroskopi yang diperlukan untuk pengesanan definitif di angkasa .

Bagaimana Gula Terbentuk dalam Kesejukan Angkasa

Ruang antara bintang amat sejuk dan kebanyakannya kosong. Jadi, bagaimana molekul gula boleh terbentuk di sana?

Model utama, yang disokong oleh simulasi kimia kuantum, mencadangkan bahawa eritrulosa terbentuk pada permukaan butiran debu berais . Pemprosesan bertenaga — didorong oleh bombardmen sinar kosmik dan sinaran ultraungu — mendorong tindak balas kimia antara aldehid dan alkohol dua karbon yang lebih ringkas yang melekat pada butiran debu . Setelah terbentuk, molekul-molekul ini dilepaskan ke fasa gas melalui proses sputtering, iaitu proses yang serupa dengan letupan pasir yang disebabkan oleh gelombang kejutan.

Awan G+0.693-0.027 sangat sesuai untuk proses ini. Ia adalah kawasan di mana perlanggaran awan-awan sedang berlaku, yang menghasilkan gelombang kejutan kuat yang mengetuk molekul dari permukaan butiran debu dan menjadikannya mudah dikesan dalam fasa gas . Awan yang sama ini telah menghasilkan lebih daripada 20 pengesanan pertama molekul antara bintang .

Mengapa Ini Penting untuk Asal-usul Kehidupan

Penemuan ini mempunyai implikasi segera terhadap salah satu misteri paling mendalam dalam biologi: Dari manakah molekul genetik pertama berasal?

Hipotesis yang paling diterima untuk asal-usul kehidupan melibatkan "Dunia RNA," di mana asid ribonukleik (RNA) berfungsi sebagai penyimpan maklumat dan pemangkin sebelum DNA berevolusi. Tetapi RNA sendiri sangat kompleks. Sesetengah penyelidik mencadangkan bahawa sistem genetik yang lebih ringkas mendahului RNA.

Eritrulosa sesuai dengan gambaran ini. Molekul ini boleh menjalani penukaran kimia kepada treosa, gula empat karbon yang membentuk tulang belakang asid nukleik treosa (TNA) — bahan genetik pra-RNA yang berpotensi . Oleh kerana eritrulosa dikesan dengan kelimpahan yang tinggi di awan yang sama yang telah menghasilkan banyak prekursor RNA yang lain (termasuk hidroksilamina, glikolamida, dan asid karbonik), penemuan ini menunjukkan bahawa alam semula jadi boleh menghasilkan blok binaan untuk sistem genetik alternatif tanpa sebarang campur tangan biologi .

Menghantar Bahan Kehidupan ke Bumi Awal

Penemuan ini juga mengukuhkan hipotesis yang telah lama diperdebatkan tentang bagaimana Bumi mendapat inventori prebiotiknya. Molekul organik kompleks, termasuk gula yang diperlukan untuk prekursor genetik, nampaknya sudah pun wujud dalam bahan yang membentuk Sistem Suria kita .

Semasa Hujan Lebat Lewat (Late Heavy Bombardment) — tempoh kira-kira 4.1 hingga 3.8 bilion tahun yang lalu apabila komet, asteroid, dan meteorit melanda planet-planet dalam — molekul-molekul ini mungkin telah dihantar secara utuh ke Bumi awal, menyediakan bekalan sedia bahan prebiotik . Pengesanan gula sebenar di ruang antara bintang menjadikan hipotesis penghantaran ini lebih munasabah.

Kesimpulan

Pengesanan eritrulosa tidak membuktikan bahawa kehidupan wujud di tempat lain di alam semesta. Tetapi ia membuktikan bahawa salah satu kelas molekul biologi yang paling penting — gula sebenar — boleh terbentuk secara semula jadi dan banyak di ruang antara bintang. Kimia yang sama yang berlaku hari ini di awan molekul G+0.693-0.027 kemungkinan besar berlaku 4.6 bilion tahun yang lalu di awan yang melahirkan Matahari dan planet-planetnya. Gula-gula itu sudah ada sejak awal.