Praf cosmic creat în laborator, ca la începutul vieții

O doctorandă de la Universitatea din Sydney a reușit să reproducă în laborator condiții similare celor din jurul stelelor și supernovelor, obținând praf cosmic artificial, un pas important în înțelegerea originilor vieții pe Pământ.

Recrearea unei bucăți din Univers într-un recipient de sticlă pare desprinsă din literatura SF, dar exact acest lucru a realizat Linda Losurdo, doctorandă în fizica materialelor și a plasmei la Universitatea din Sydney. Folosind gaze simple și electricitate de mare tensiune, cercetătoarea a reușit să reproducă, la scară microscopică, condiții întâlnite în apropierea stelelor și a supernovelor, obținând o cantitate infimă de praf cosmic.

Praful cosmic este o componentă esențială a Universului. El joacă un rol major în formarea stelelor și acționează ca un catalizator pentru moleculele organice care stau la baza vieții. Acest tip de praf este abundent în spațiul interstelar, se regăsește în comete și asteroizi, dar este extrem de greu de studiat pe Pământ. Deși planeta este bombardată constant cu particule din spațiu, cea mai mare parte a acestora arde în atmosferă, iar fragmentele care ajung sub formă de meteoriți sunt rare și dificil de identificat și colectat.

Prin crearea prafului cosmic în laborator, Losurdo speră să ofere comunității științifice un instrument suplimentar pentru a înțelege modul în care a apărut viața pe Pământ. Cercetătoarea spune că, pentru a răspunde întrebărilor fundamentale despre originea vieții, este esențial să fie înțeleasă proveniența elementelor de bază. Carbonul, de exemplu, fără de care viața așa cum o cunoaștem nu ar exista, are o istorie cosmică ce trebuie reconstituită: de unde a pornit și prin ce transformări a trecut înainte de a deveni parte din aminoacizi și alte molecule complexe.

Aminoacizii, printre primele molecule apărute pe Pământ, sunt implicați în majoritatea proceselor biologice, inclusiv în formarea proteinelor. Una dintre marile întrebări ale științei este dacă acești compuși s-au format exclusiv pe Pământ sau dacă au o origine extraterestră. Praful cosmic artificial poate ajuta la investigarea acestor ipoteze fără a depinde exclusiv de mostrele rare provenite din spațiu.

Pentru a produce praful cosmic, Linda Losurdo a pornit de la un amestec de gaze – azot, dioxid de carbon și acetilenă – introduse într-un tub de sticlă din care aerul a fost eliminat. Împreună cu profesorul David McKenzie, a aplicat un câmp electric de aproximativ 10.000 de volți timp de o oră, transformând gazele într-o plasmă de tip „glow discharge”. În acest mediu extrem de energetic, electronii se desprind din atomi, iar particulele încep să se lege și să se agregheze, un proces similar celui care are loc în jurul stelelor.

Rezultatul a fost formarea unor nanoparticule de praf, în cantități de ordinul miligramelor. Pentru a putea fi analizat, praful a fost depus pe plăcuțe de siliciu, un material care permite izolarea și observarea clară a particulelor formate. În total, cercetătoarea a obținut aproximativ un gram de praf cosmic artificial, suficient pentru analize detaliate.

Scopul experimentului nu este reproducerea perfectă a condițiilor din spațiu, lucru imposibil de atins în laborator, ci apropierea de un interval plauzibil de condiții care să reflecte mediul din jurul unei stele gigantice, al unei supernove sau al unei nebuloase tinere. Praful obținut în acest mod este comparabil cu praful cosmic într-o stare „primitivă”, imediat după formare, înainte de a suferi transformări chimice multiple în comete, meteoriți sau în contact cu alte medii.

Următorul pas al cercetării este modificarea condițiilor de producere a prafului, pentru a crea o bază de date cu diferite tipuri de praf cosmic artificial. Obiectivul este ca, în timp, aceste mostre să poată fi corelate cu tipuri specifice de meteoriți sau cu observații astronomice, oferind indicii despre istoria chimică a materiei din spațiu.

Specialiști din domeniu consideră experimentul un progres important. Studiul formării prafului cosmic este esențial pentru înțelegerea apariției vieții, deoarece complexitatea chimică a evoluat pornind de la molecule simple depuse pe aceste granule de praf. Prin recrearea acestor procese în laborator, cercetătorii pot testa modelele teoretice și pot lega observațiile astronomice de experimente controlate.

Concluziile sugerează că materia organică complexă se formează relativ ușor în mediile stelare și nu este un fenomen unic sistemului nostru solar. Dacă aceste materiale sunt răspândite în întreaga galaxie, atunci ingredientele chimice esențiale pentru viață ar putea fi disponibile în numeroase sisteme planetare, deschizând perspective fascinante asupra posibilității existenței vieții dincolo de Pământ.