Ein neuer Blick auf die möglichen Formen der Bildung von Lebensblöcken

Ein neuer Blick auf die möglichen Formen der Bildung von Lebensblöcken

Die Forscher verwendeten Laborexperimente, um chemische Schritte zu rekonstruieren, die zur Bildung komplexer Kohlenwasserstoffe im Weltraum führen. Eine kürzlich vom Lawrence Berkeley Lab durchgeführte Analyse versuchte, das Vorhandensein von Pyren (einer chemischen Verbindung, die als polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff bekannt ist) in einigen Meteoriten zu erklären.

Wissenschaftler glauben, dass einige der ersten Kohlenstoffstrukturen eine Evolution im Weltraum durchlaufen haben. Ausgehend von einfachen Gasen können eindimensionale und zweidimensionale Strukturen erzeugt werden. Pyren führt zu zweidimensionalem Graphen, gefolgt von Graphit und der Entwicklung einer komplexeren Chemie.

Die Molekülstruktur von Pyren wird durch 16 Kohlenstoffatome und 10 Wasserstoffatome dargestellt. Es stellte sich heraus, dass die gleichen thermischen Prozesse, die zur Bildung von Pyren führen, auch bei Verbrennungsprozessen in Kraftfahrzeugmotoren ablaufen, wodurch Rußpartikel entstehen.

Die letztere Studie basiert auf früheren Arbeiten, in denen Kohlenwasserstoffe mit kleineren Molekülringen analysiert wurden, die im Weltraum beobachtet wurden. Als sie zum ersten Mal bemerkt wurden, war nicht klar, wie sie aussahen. Diese Frage zwang Astronomen und Chemiker, sich zusammenzuschließen, um zu verstehen, wie die chemischen Vorläufer des Lebens im Weltraum gebildet wurden. Pyren gehört zur Familie der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), die etwa 20% des gesamten galaktischen Kohlenstoffs ausmachen. PAK sind organische Moleküle, die aus einer Folge von kondensierten Molekülringen bestehen.

Die Wissenschaftler untersuchten chemische Reaktionen im Zusammenhang mit der Kombination eines komplexen Kohlenwasserstoffradikals 4-Phenanthren, dessen Molekülstruktur eine Folge von 3 Ringen umfasst und 14 Kohlenstoffatome und 9 Wasserstoffatome mit Acetylen enthält.

Das Gasgemisch wurde in den Mikroreaktor eingeleitet, der die Probe auf hohe Temperaturen erhitzte, um Sternbedingungen zu simulieren. Das Gerät erzeugt Lichtstrahlen von IR zu Röntgenstrahlen. Die Mischung trat mit Überschallgeschwindigkeit durch eine winzige Düse aus, wodurch die aktive Chemie in der beheizten Zelle gestoppt werden konnte. Das Team fokussierte dann einen Vakuum-UV-Lichtstrahl vom Synchrotron auf das erhitzte Gasgemisch.

Der Detektor der geladenen Teilchen maß die unterschiedlichen Ankunftszeiten der nach der Ionisation gebildeten Teilchen. Sie enthielten die Kontrollsignaturen der Ausgangsmoleküle. Experimentelle Messungen und theoretische Berechnungen ermöglichten es uns, die chemischen Zwischenschritte zu sehen und die Entstehung von Pyren zu bestätigen. In zukünftigen Studien sollen Methoden zur Bildung größerer ringförmiger Moleküle mit derselben Technik untersucht werden.

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