Winchcombe göktaşı üzerinde yapılan son araştırmalar, gelişmiş elektron mikroskobu analizi yoluyla amino asitler ve nükleobazlar da dahil olmak üzere bozulmamış dünya dışı organik molekülleri ortaya çıkardı. Dünya üzerindeki yaşamın gelişimine potansiyel katkıları gösteren bu bulgular, güneş sisteminin oluşumu ve karbonlu meteoritlerin Dünya’nın ilk dönemlerine organik bileşikler iletilmesindeki rolü hakkındaki anlayışımızda önemli bir ilerlemeye işaret ediyor.
Uçsuz bucaksız yıldızlararası uzaydan atomların ufacık diyarına kadar: Araştırmacılar, yakın zamanda keşfedilen ‘Winchcombe’ göktaşı içindeki ilk güneş sisteminin kimyasal ve moleküler parmak izlerini ortaya çıkarmak için gelişmiş mikroskoplardan yararlanıyor.
Meteorlar güneş sisteminin yapı taşlarını temsil ediyor ve bizimki de dahil olmak üzere gezegenlerin oluştuğu bileşenler hakkında önemli bilgiler sağlıyor. Leeds Üniversitesi de dahil olmak üzere işbirliği yapan kurumların yürüttüğü araştırmalar tam da bunu başardı.
“Karbonlu meteorlar” adı verilen nadir bir meteor grubu kimyasal açıdan zengindir. türler karbon ve nitrojen gibi ve muhtemelen suyun ve organik moleküllerin erken Dünya’ya iletilmesinde kritik bir rol oynadı.
Winchcombe, Şubat 2021’de Birleşik Krallık’ta düştüğü yaygın olarak gözlemlenen karbonlu bir göktaşıdır ve ilk örnekler inişten yalnızca 12 saat sonra toplanmıştır. Böylece bilim adamlarına, genellikle meteorit araştırmalarını tehlikeye sokan şiddetli karasal değişim etkileri olmadan, erken güneş sistemindeki organik maddenin bileşimini araştırma fırsatı sunuyor.
Nano Ölçekli Analiz ve Keşifler
Londra’daki Doğa Tarihi Müzesi’ndeki meslektaşlarıyla işbirliği içinde Leeds, Manchester ve York Üniversitelerinden bilim adamlarını içeren çok disiplinli bir araştırma ekibi, Elmas Işık KaynağıMainz’daki Max Planck Kimya Enstitüsü tarafından yönetilmektedir. Münster Üniversitesi Almanya’da, Winchcombe göktaşı içindeki organik maddenin ilk derinlemesine analizini sağladı. nano ölçekli.
Daresbury’deki SuperSTEM Tesisi’nde dünyadaki en güçlü elektron mikroskoplarından birini kullanarak, sinkrotron radyasyon verilerini, organik maddede bulunan fonksiyonel kimyasal grupların doğası hakkında tamamlayıcı ultra yüksek çözünürlüklü spektroskopik bilgilerle benzersiz bir şekilde ilişkilendirmeyi başardılar. , Cheshire.
Bu çizim, karbon içeren kimyasallar açısından zengin bir ilgi alanını hedef alan son derece ince bir göktaşı diliminin, daha ileri inceleme için bir X-ışını ışını altında (Elmas Işık Kaynağında) veya elektron mikroskobu (SuperSTEM’de). Katkıda bulunanlar: DM Kepaptsoglou, SuperSTEM
Bu, nitrojen taşıyan biyo-ilişkili moleküllerin çarpıcı bir şekilde yerinde tespit edilmesine olanak sağladı. amino asitler ve biyolojide kullanılan daha büyük, karmaşık proteinlerin temel bileşenleri olan nükleobazlar.
Araştırma, Winchcombe’un hâlâ bozulmamış dünya dışı organik moleküller içerdiğini gösteriyor; bunlar, heyecan verici bir şekilde, erken Dünya’da yaşamın ortaya çıkışı için çok önemli olabilir.
Bulgular dergide yayınlandı Doğa İletişimi.
SuperSTEM Laboratuvarı’ndaki elektron mikroskobu ekibini yöneten Leeds Kimya ve Proses Mühendisliği Okulu’nda İleri Elektron Mikroskobu Profesörü Quentin Ramasse şunları söyledi: “Bu çalışma, monokrom yüksek enerji çözünürlüklü elektron kaynakları da dahil olmak üzere son elektron mikroskobu enstrümantasyonunun ilerlemelerini gösteriyor. ve son derece hassas yeni dedektör tasarımları, dünya dışı organik maddenin benzeri görülmemiş bir çözünürlük ve verimlilikle analiz edilmesini sağlar.
“Bu, senkrotron radyasyonuna ek olarak kompakt ve kolay erişilebilir elektron mikroskobu enstrümantasyonunu kullanarak gelecekte bu malzemeler üzerinde yeni araştırma yolları açıyor.”
En Son Teknikler ve Geleceğe Yönelik Uygulamalar
Araştırmayı yöneten Münster Üniversitesi Kıdemli Araştırmacısı Christian Vollmer şunları söyledi: “Winchcombe’da amino asitler ve nükleobazlar gibi biyo-ilişkili moleküllerin herhangi bir kimyasal ekstraksiyon yöntemi kullanılmadan tanımlanması son derece heyecan verici, özellikle de şunu vurgulayabildiğimiz için: nano ölçekte yerel konsantrasyonlarındaki mekansal değişiklikler.
“Bu, organik alanların boyutları son derece küçük ve kimyasal bileşiklerin bolluğu çok düşük olmasına rağmen, yaklaşımımızın meteorlardaki fonksiyonel kimyayı haritalandırmayı mümkün kıldığını gösteriyor.”
Araştırmacılar, Mühendislik ve Fiziksel Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından desteklenen Birleşik Krallık Ulusal İleri Elektron Mikroskobu Araştırma Tesisi SuperSTEM Laboratuvarı’nı kullandı. Tesis, maddenin atomik yapısını araştırmaya yönelik dünyadaki en gelişmiş tesislerden bazılarına ev sahipliği yapmaktadır ve Leeds Üniversitesi (aynı zamanda bu konuyla ilgilenen Manchester ve York Üniversiteleri de dahil) liderliğindeki bir akademik konsorsiyumun desteğiyle işletilmektedir. bu projenin yanı sıra Oxford, Glasgow ve Liverpool).
Karbon içeren kimyasallar açısından zengin bir ilgi alanını hedef alan son derece ince bir göktaşı dilimi, daha ileri inceleme için ya bir X-ışını ışını altında (Elmas Işık Kaynağında) ya da elektron mikroskobunda (elmas Işık Kaynağında) çok hassas bir şekilde çıkarılabilir. SüperSTEM).
Winchcombe göktaşının küratörlüğünü yaptığı Doğa Tarihi Müzesi Araştırma Görevlisi Dr. Ashley King şunları söyledi: “Gözlemlerimiz, Winchcombe’un, bozulmamış bileşimiyle, karbonlu göktaşları koleksiyonuna önemli bir katkıyı temsil ettiğini gösteriyor; Erken güneş sistemindeki organik moleküller.”
Referans: Christian Vollmer, Demie Kepaptsoglou, Jan Leitner, Aleksander B. Mosberg, Khalil El Hajraoui, Ashley J. King, Charlotte L. Bays, Paul tarafından yazılan “İngiltere’de gözlemlenen göktaşı düşüşü Winchcombe’da nitrojen bileşiklerinin yüksek uzaysal çözünürlüklü fonksiyonel kimyası” F. Schofield, Tohru Araki ve Quentin M. Ramasse, 26 Ocak 2024, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-024-45064-x
Elektron mikroskobu tesisleri Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi tarafından finanse edildi.