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Tuesday, April 20, 2021

ऑर्गेनिक मॉलिक्यूलर के लिए प्रमुख बिल्डिंग ब्लॉक की खोज उल्कापिंडों में की गई – एस्ट्रोबायोलॉजी पत्रिका

जापान और नासा के वैज्ञानिकों ने एक प्रमुख जैविक अणु के उल्कापिंडों में मौजूदगी की पुष्टि की है, जिनका उपयोग शायद अन्य कार्बनिक अणुओं के निर्माण के लिए किया गया है, जिनमें कुछ जीवन द्वारा उपयोग किए गए हैं। यह खोज अलौकिक वातावरण में कार्बनिक यौगिकों के निर्माण के सिद्धांतों को मान्य करती है।

जीवन का रसायन कार्बनिक यौगिकों पर चलता है, कार्बन और हाइड्रोजन युक्त अणु, जिसमें ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अन्य तत्व भी शामिल हो सकते हैं। जबकि आमतौर पर जीवन से जुड़ा होता है, जैविक अणु भी गैर-जैविक प्रक्रियाओं द्वारा बनाए जा सकते हैं और जरूरी नहीं कि वे जीवन के संकेतक हों। जीवन की उत्पत्ति के बारे में एक स्थायी रहस्य यह है कि जीवविज्ञान गैर-जैविक रासायनिक प्रक्रियाओं से कैसे उत्पन्न हो सकता है, जिसे प्रीबायोटिक रसायन कहा जाता है। उल्कापिंडों के कार्बनिक अणु कार्बनिक यौगिकों के स्रोतों में से एक हो सकते हैं जिनके कारण पृथ्वी पर जीवन का उदय हुआ।

इस अध्ययन में इस्तेमाल किए गए मर्चिसन उल्कापिंड के एक टुकड़े की फोटो।
क्रेडिट: नासा

सह – आचार्य यासुहिरो ओबा होक्काइडो विश्वविद्यालय, जापान से, शोधकर्ताओं ने एक अंतरराष्ट्रीय टीम का नेतृत्व किया, जिसने तीन अलग-अलग कार्बन-समृद्ध उल्कापिंडों में हेक्सामेथाइलेनेटेट्रामाइन (एचएमटी) नामक एक प्रीबायोटिक कार्बनिक अणु की उपस्थिति की खोज की। उनकी खोज उन मॉडलों और सिद्धांतों को मान्य करती है जो एचएमटी को इंटरस्टेलर वातावरण में कार्बनिक यौगिकों के निर्माण में एक महत्वपूर्ण अणु के रूप में प्रस्तावित करते हैं।

“एचएमटी एक पहेली का एक महत्वपूर्ण टुकड़ा है, जो अंतरिक्ष में रासायनिक विकास की पूरी तस्वीर खींचता है,” ओबा ने कहा, एक प्रमुख लेखक शोध के बारे में कागज जर्नल में 7 दिसंबर प्रकाशित प्रकृति संचार। “अमीनो एसिड और शर्करा जैसे मौसम संबंधी कार्बनिक अणुओं के गठन को समझाने के लिए, दो आसानी से वाष्पीकृत (वाष्पशील) अणु, फॉर्मलाडिहाइड और अमोनिया, क्षुद्रग्रहों में आवश्यक हैं, कई उल्कापिंडों के मूल शरीर। हालांकि, चूंकि वे अपनी उच्च अस्थिरता के कारण क्षुद्रग्रह के वातावरण से आसानी से खो जाते हैं, इसलिए वैज्ञानिकों का सवाल है कि पाया जा रहा उल्का कार्बनिक अणुओं के निर्माण के लिए कितना उपलब्ध हो सकता था। एचएमटी कमरे के तापमान पर भी वाष्पीकरण नहीं करता है, और यह दोनों अणुओं का उत्पादन कर सकता है यदि इसे क्षुद्रग्रह के अंदर तरल पानी से गर्म किया जाता है। उल्कापिंडों में HMT का पता लगाना इस परिकल्पना की पुष्टि करता है कि यह क्षुद्रग्रहों में अमोनिया और फॉर्मेल्डिहाइड के लिए एक स्थिर स्रोत है। “

सौर मंडल के इतिहास के आरंभ में, कई क्षुद्रग्रहों को टक्करों या रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से गर्म किया जा सकता था। यदि कुछ क्षुद्रग्रह पर्याप्त गर्म थे और तरल पानी था, तो एचएमटी फॉर्मेल्डिहाइड और अमोनिया जैसे बिल्डिंग ब्लॉक प्रदान करने के लिए टूट सकता है, जिसके बदले में अन्य महत्वपूर्ण जैविक अणु बनाने के लिए प्रतिक्रिया की गई जो उल्कापिंडों में पाए गए हैं, जिनमें अमीनो एसिड शामिल हैं। प्रोटीन बनाने के लिए कुछ प्रकार के अमीनो एसिड का उपयोग जीवन के लिए किया जाता है, जिनका उपयोग बालों और नाखूनों जैसी संरचनाओं के निर्माण के लिए, या रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने या विनियमित करने के लिए किया जाता है।

“ये परिणाम विभिन्न तरीकों पर प्रकाश डालते हैं, जो अमीनो एसिड अलौकिक वातावरण में बन सकते हैं,” कहा जेसन डॉर्किन, ग्रीनबेल्ट, मैरीलैंड में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में पेपर के सह-लेखक। “यह जापान के नमूनों की तुलना करते समय आगे की खोज की जा सकती है हायाबुसा २ और नासा के ओसीरसि-रेक्स मिशन। इन अंतरिक्ष यान ने क्षुद्रग्रहों से सामग्री एकत्र की जो तरल पानी के विभिन्न इतिहास प्रतीत होती है। यदि किसी दिन धूमकेतु नाभिक से नमूना लौटाने का मिशन है, तो शायद हम देख सकते हैं कि धूमकेतु और क्षुद्रग्रहों में HMT के बीच कोई संबंध है या नहीं। “

जबकि उल्कापिंडों में कार्बनिक यौगिकों की विविधता अच्छी तरह से प्रलेखित है, कई प्रश्न उन प्रक्रियाओं के बारे में हैं जिनके द्वारा इन यौगिकों का गठन किया गया था। अनुसंधान के इस क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण उल्कापिंड कार्बोनिअस चोंड्रेइट, स्टोनी उल्कापिंड हैं जिनमें पानी और कार्बनिक यौगिकों का प्रतिशत अधिक होता है। प्रायोगिक मॉडल से पता चला है कि पानी, अमोनिया और मेथनॉल का एक संयोजन, जब एक्सट्रैटरैस्ट्रियल वातावरण में फोटोकेमिकल और थर्मल परिस्थितियों के अधीन होता है, कई कार्बनिक यौगिकों को जन्म देते हैं, जिनमें से सबसे आम एचएमटी है। इंटरस्टेलर बर्फ मेथनॉल में समृद्ध है। हाइपोथेटिक रूप से, एचएमटी को पानी से युक्त अलौकिक पदार्थों में आम होना चाहिए, लेकिन, इस अध्ययन तक, इसका पता नहीं चला था।

आम तौर पर उल्कापिंडों में कार्बनिक यौगिकों के विश्लेषण में उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं के संपर्क में आने पर एचएमटी टूटने की संभावना होती है, और इसलिए, अन्य अध्ययनों में इसका पता नहीं चला है, भले ही यह मौजूद था। वैज्ञानिकों ने एक ऐसी विधि विकसित की जो विशेष रूप से न्यूनतम टूटने के साथ उल्कापिंडों से एचएमटी को निकालती है। इस पद्धति ने उन्हें उल्कापिंडों मुर्चिसन, मरे और टैगोर लेक से एचएमटी और एचएमटी डेरिवेटिव की महत्वपूर्ण मात्रा को अलग करने की अनुमति दी।

डेनियल ग्लैविन नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में एक HEPA फ़िल्टर्ड लामिना फ्लो बेंच में मर्चिसन उल्कापिंड को पाउडर करने के लिए तैयार हो जाता है।
क्रेडिट: नासा

चूंकि पृथ्वी में प्रचुर मात्रा में जीवन है, इसलिए शोधकर्ताओं को यह विश्वास दिलाना पड़ा कि उल्कापिंडों में पाया गया एचएमटी वास्तव में अलौकिक था, न कि केवल स्थलीय जीवन के दूषित होने से। “इस अध्ययन में प्रयुक्त मर्चिसन का टुकड़ा शिकागो फील्ड संग्रहालय से था जो एक सील कंटेनर के अंदर कई वर्षों तक संग्रहीत किया गया था, और मुर्चिसन का सबसे कम दूषित और सबसे प्राचीन टुकड़ा है जो हमने कभी अमीनो एसिड के लिए अध्ययन किया है, जिससे हमें विश्वास मिलता है कि इस उल्कापिंड में पाया गया एचएमटी वास्तव में मूल में अलौकिक है, ”कहा डैनियल ग्लैविन अध्ययन के सह-लेखक, नासा गोडार्ड के।

यह कार्य जापान सोसाइटी फॉर द प्रमोशन ऑफ साइंस (JSPS) KAKENHI (JP15H05749, JP16H04083, JP17H04862, JP20H00202), नेशनल एरोनॉटिक्स एंड स्पेस एडमिनिस्ट्रेशन (NASA) एस्ट्रोबायोलॉजी सेंटर फॉर एस्ट्रोबायोलॉजी (13-13-2017) द्वारा समर्थित था। ), नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर, और सीमन्स फाउंडेशन (SCOL पुरस्कार 302497) में मौलिक प्रयोगशाला अनुसंधान (FLRRe) कार्य पैकेज के माध्यम से नासा के ग्रह विज्ञान विभाग आंतरिक वैज्ञानिक अनुदान कार्यक्रम।

यासुहिरो ओबा इंस्टीट्यूट ऑफ कम तापमान विज्ञान में एस्ट्रोफिजिकल केमिस्ट्री / आइस एंड प्लैनेटरी साइंस ग्रुप का हिस्सा है, जहां वह आणविक बादलों से ग्रहों की प्रणालियों में तराजू पर यौगिकों के रासायनिक विकास का अध्ययन करता है।

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