Ce processus naturel permet de créer les briques de la vie

Publié par Adrien le 24/11/2023 à 06:00
Source: arXiv
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Une recherche scientifique récente suggère que les molécules organiques complexes, semblables à celles constituant les fondements de la vie, pourraient se former dans les profondeurs froides et vastes de l'espace, accrochées à de minuscules grains de poussière. Ces découvertes bouleversent notre compréhension de la chimie spatiale et des origines de la vie.

Les grains de poussière enrichis de ces molécules sont ensuite intégrés dans la formation de nouvelles étoiles et de systèmes solaires, devenant éventuellement une partie de planètes telles que la Terre. L'étude révèle que la chimie complexe, moteur de la vie, ne nécessite pas une injection d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) ou un processus exotique pour débuter.


Les galaxies se révèlent être d'excellentes "usines" à éléments fondamentaux. L'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et l'hélium existent depuis les premières minutes du Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...). Les étoiles semblables au Soleil fusionnent l'hydrogène en hélium, puis en fin de vie transforment cet hélium en carbone et en oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...). Les étoiles plus massives poursuivent cette chaîne de fusion, produisant d'autres éléments comme le potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de...), le nickel, le fer, jusqu'à ce que l'énergie induite par les supernovas permettent de fusionner des éléments encore plus lourds, complétant ainsi le tableau périodique.

Certains éléments s'associent facilement, comme l'hydrogène et l'oxygène formant l'eau, une molécule incroyablement commune. Cependant, la création d'êtres vivants exige des molécules plus complexes que l'eau. Sur Terre, beaucoup de ces molécules sont des sous-produits de réactions biologiques, mais pour que la vie ait pu démarrer il y a plusieurs milliards d'années, une certaine complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...) dans cette "soupe primordiale" était nécessaire.


Des échantillons collectés de l'astéroïde Ryugu se sont révélés riches en molécules organiques, selon des chercheurs de la NASA et internationaux.
Crédit: Yada, et al.; Nature Astronomy

Les astronomes ont récemment identifié des molécules organiques complexes - riches en carbone et en oxygène - dans de nombreux endroits inattendus. Par exemple, la lune de Saturne, Titan, renferme d'immenses mers d'hydrocarbures. Les grains de poussière prélevés sur des comètes et des astéroïdes sont riches en molécules organiques. Des traces de ces molécules ont même été observées dans les nuages de gaz interstellaires.

Dans une nouvelle étude publiée le 23 octobre sur le serveur de prépublication arXiv, une équipe d'astronomes explore les origines de ces molécules organiques. Contrairement aux travaux précédents, qui envisageaient des événements et des lieux à haute énergie comme source de synthèse de nouvelles molécules, l'équipe s'est penchée sur la possibilité que les conditions de l'espace profond soient suffisantes pour créer ces molécules.


Un nuage bleuté de gaz moléculaire brillant sous l'éclairage d'étoiles lointaines, capturé par le Télescope Spatial James Webb. Ce nuage contient la glace la plus froide jamais détectée.
Crédit: NASA, ESA, CSA, et M. Zamani (ESA/Webb)

Les simulations informatiques de l'équipe ont examiné les relations chimiques entre les éléments trouvés dans les profondeurs de l'espace. Là, de minuscules grains de poussière deviennent suffisamment froids pour s'envelopper d'une couche de glace. Parmi cette poussière flottent des atomes de carbone, éjectés par des explosions stellaires à des milliers d'années-lumière. L'équipe a découvert que ces atomes de carbone réagissent rapidement avec l'eau gelée, formant une molécule simple contenant du carbone, de l'oxygène et de l'hydrogène, désignée comme acide carbonique. Cette molécule est très réactive et commence immédiatement à se combiner et réagir avec d'autres éléments et molécules dans la poussière.

Les carbones réactifs peuvent par exemple rencontrer de l'azote pour former la base des cyanures, ou de l'oxygène pour produire du monoxyde de carbone. Ces composés peuvent ensuite former du méthanol (Le méthanol, également connu sous le nom d’alcool méthylique, de carbinol,...), considéré comme la "mère" des molécules organiques. D'autres réactions produisent de l'éthanol, de la méthanimine et du méthanediol, jouant divers rôles dans la chimie biologique.

En somme, tout ce qui est nécessaire pour initier la vie semble être de simples atomes extrêmement froids interagissant dans le vide de l'espace.
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