Ce que les astronomes ont trouvé
La molécule détectée est l'érythrulose, un sucre à quatre carbones de formule C4H8O4, un cétose, la même grande classe de sucre que le fructose, bien que l'érythrulose soit plus petit et chimiquement distinct.
L'érythrulose est également présente sur Terre dans les framboises et certains produits autobronzants. Ses utilisations familières ne sont pas remarquables. La surprise est que les astronomes l'ont identifié dans G+0,693-0,027, un nuage moléculaire dans la région du Centre Galactique à environ 26 700 années-lumière de la Terre.
Le nuage ne contient aucune vie connue et est exposé à des températures froides, aux radiations et aux chocs. Il est cependant exceptionnellement riche en molécules organiques complexes. Plus de 180 espèces moléculaires et variantes isotopiques ont été incluses dans le modèle utilisé pour séparer le signal érythrulose de la chimie encombrée du nuage.
| Constatation | Ce que les preuves montrent | Ce qu'il ne montre pas |
|---|---|---|
| Érythrulose dans l'espace | Un sucre à quatre carbones existe dans le milieu interstellaire. | Cette biologie l'a produit. |
| Plusieurs lignes radio | L'empreinte moléculaire attendue est apparue dans l'enquête. | Une image visible de molécules de sucre individuelles. |
| Chimie des grains de poussière | Les modèles peuvent reproduire sa formation à partir de composés plus simples. | Exactement combien a atteint la Terre primitive. |
| Pertinence prébiotique | La molécule peut alimenter des réactions liées à la chimie des acides nucléiques précoces. | L'ARN, l'ADN ou les cellules se sont formés dans le nuage. |
Pourquoi c'est le premier vrai sucre trouvé entre les étoiles
Les astronomes ont déjà détecté des molécules liées au sucre dans l'espace. Le glycolaldéhyde a été trouvé près du Centre Galactique il y a plus de 20 ans et a souvent été décrit comme le sucre le plus simple.
Chimiquement, le glycolaldéhyde est un hydroxyaldéhyde plutôt qu'un véritable saccharide. L'érythrulose répond à la définition la plus stricte. L'équipe de recherche le décrit comme le premier sucre détecté dans le milieu interstellaire et le sucre le plus complexe encore identifié au-delà du système solaire.
Ses 14 atomes font également de l’érythrulose la plus grande molécule non cyclique identifiée jusqu’à présent dans l’espace interstellaire, selon le papier. C’est la première détectée là avec quatre atomes d’oxygène.
Comment les radiotélescopes ont détecté une molécule de sucre
Les astronomes n'ont pas photographié un grain de sucre. Les molécules en rotation dans l'espace émettent et absorbent des ondes radio à des fréquences précises. Ces fréquences forment une empreinte digitale qui peut être mesurée en laboratoire et recherchée dans les données du télescope.
L’équipe a utilisé le radiotélescope de 40 mètres de l’observatoire Yebes et le télescope de 30 mètres de l’IRAM en Espagne. Ensemble, les observations ont couvert plus de 91 gigahertz sur plusieurs bandes radio.
Les chercheurs ont identifié 12 séries de lignées d’érythrulose, représentant 17 transitions individuelles. Six étaient en grande partie exemptes de contamination par d’autres molécules. L’article calcule une probabilité de 0,2% que ces six correspondances les plus fortes se soient alignées par hasard.
La détection dépendait des travaux de laboratoire effectués avant la recherche astronomique. L’érythrulose est fragile lorsqu’elle est chauffée, ce qui a rendu son spectre de rotation en phase gazeuse difficile à mesurer. La vaporisation laser ultrarapide a produit l’empreinte digitale de référence que les chercheurs ont finalement pu comparer avec l’étude du Centre Galactique.
Comment le sucre peut se former dans un nuage moléculaire gelé
Les modèles suggèrent que l'érythrulose se forme sur des grains microscopiques de poussière interstellaire. Les composés simples de carbone gèlent sur les grains, où le rayonnement et les réactions chimiques les réorganisent en molécules plus grandes.
Pour l'érythrulose, les matières premières probables sont des fragments de glycolaldéhyde et d'éthylène glycol. Les deux sont déjà abondants en G+0,693. Les simulations de l'équipe ont révélé qu'ils peuvent se combiner efficacement à des températures de poussière d'environ 20 à 30 kelvin, soit environ moins 253 à moins 243 degrés Celsius.
Le nuage est également perturbé par une collision à grande échelle, car des chocs à basse vitesse peuvent faire tomber une partie du matériau gelé des grains de poussière et le libérer dans le gaz, où les radiotélescopes peuvent détecter sa signature moléculaire.
La chimie démontre que la nature n’a pas besoin d’une cellule, d’un océan ou d’une planète chaude pour commencer à construire des sucres complexes.
La connexion à l'ARN et l'origine de la vie
Les sucres fournissent des squelettes structurels pour les acides nucléiques. Le ribose fait partie de l'ARN, tandis que le désoxyribose joue le même rôle dans l'ADN. L'érythrulose n'est pas l'une de ces molécules, mais il peut participer à des réactions qui produisent des sucres apparentés.
Les sucres de kétose peuvent se transformer en formes aldoses lorsque l'eau est disponible. L'érythrulose peut isomériser en throse et érythrose. Le throse est particulièrement intéressant car les chercheurs de laboratoire ont construit l'acide nucléique de throse, ou TNA, un polymère génétique plus simple proposé comme une étape possible avant un monde à base d'ARN.
La découverte ajoute donc une source cosmique plausible de matière première de sucre. Elle ne démontre pas que des acides nucléiques se sont formés dans le nuage. L'eau, la concentration, les surfaces minérales, les sources d'énergie et de nombreuses autres réactions seraient encore nécessaires.
Le sucre interstellaire aurait-il pu atteindre la Terre?
Les sucres et les molécules organiques connexes ont été mesurés dans les météorites et dans les matériaux renvoyés de l'astéroïde Bennu par les météorites. La mission OSIRIS-REx de la NASACes résultats montrent que les composés prébiotiques fragiles peuvent survivre au moins en partie au voyage de l'espace à une surface planétaire.
Le nouveau document estime qu’entre 0,5 milliard et 50 milliards de kilogrammes d’érythrulose auraient pu être livrés à la Terre primitive selon les hypothèses retenues, soit une fourchette modélisée et non une mesure directe, et dépend d’estimations incertaines de la quantité de matière organique entrante et de l’intensité des impacts précoces.
Le résultat soutient une version chimique de panspermieoù les roches spatiales fournissent des ingrédients plutôt que des organismes vivants. La chimie complexe peut avoir été présente dans le nuage qui a formé le système solaire, incorporé dans de petits corps et transporté à la jeune Terre.
Est-ce que cela signifie que la vie existe ailleurs?
Non. L'érythrulose s'est formée de façon abiotique dans le modèle de l'équipe, et aucun organisme, fossile ou processus biologique n'a été détecté dans G+0,693.
Cette découverte élargit la distribution connue de la chimie prébiotique. Une famille d'ingrédients clés n'est pas limitée à la Terre, aux planètes chaudes ou même au système solaire. Des nuages similaires ailleurs dans la galaxie peuvent également produire des sucres avant que les étoiles et les planètes ne finissent de se former.
D'autres signaux possibles de vie extraterrestre se trouvent plus loin le long de la même piste de preuve. K2-18 b ont soulevé des questions sur les biosignatures atmosphériquesAlors que Persévérance a détecté carbone organique complexe dans la roche martienne ancienneLes deux sont des indices chimiques intrigants, mais aucun ne confirme la biologie.
A technosignature serait un autre type de preuve : un signal ou un schéma mesurable pointant vers la technologie plutôt que vers la chimie seule. L'érythrulose n'en est pas un. Il montre que certaines matières premières de la vie peuvent se former dans l'espace sans que la vie soit présente.
Cela rend les ingrédients de départ de la vie moins inhabituels localement. Cela ne dit rien sur la fréquence à laquelle ces ingrédients deviennent des produits chimiques auto-réplicants, des cellules ou des organismes intelligents.
Ce que les scientifiques vont rechercher
L'objectif immédiat est plus de sucre. L'érythrulose semble au moins huit fois plus abondante que les sucres à trois carbones plus petits que l'étude ne pouvait pas détecter. Les chercheurs doivent maintenant savoir si ce modèle est unique à G + 0,693 ou commun dans d'autres nuages moléculaires.
L’érythrulose est chirale, ce qui signifie que sa structure peut exister sous forme de miroir. La vie sur Terre favorise fortement l’unicité moléculaire. La détection radio actuelle identifie la molécule mais n’établit pas qu’une forme de miroir domine, de sorte que toute connexion à la bio-handness reste ouverte.
Les futurs relevés peuvent rechercher d'autres nuages, affiner les mesures d'abondance et rechercher des composés apparentés. Les échantillons d'astéroïdes et de météorites retournés fournissent la comparaison locale, tandis que des objets tels que comète interstellaire 3I/ATLAS montrer comment la chimie d'un autre système stellaire peut brièvement entrer dans le nôtre.
Questions fréquemment posées
Quel sucre a été trouvé dans l'espace?
Les astronomes ont détecté l'érythrulose, un cétose à quatre carbones de formule C4H8O4, la première molécule répondant à la définition chimique stricte d'un sucre présent dans le milieu interstellaire.
Où a-t-on trouvé l'érythrulose?
Il a été détecté dans le nuage moléculaire G+0,693-0,027 près du centre de la Voie lactée, à environ 26 700 années-lumière de la Terre.
L'érythrulose est-elle une preuve de vie extraterrestre?
Non. La recherche démontre que l'érythrulose peut se former par la chimie non biologique sur les grains de poussière interstellaire froids.
Comment le sucre a-t-il été détecté?
Les radiotélescopes Yebes de 40 mètres et IRAM de 30 mètres ont mesuré un ensemble de raies spectrales correspondant à l'empreinte digitale de l'érythrulose en laboratoire.
Parcours des sources
- Nature Astronomie: Détection d'un sucre à quatre carbones dans l'espace interstellaire
- Centro de Astrobiologia: Détection du premier sucre dans le milieu interstellaire
- NaturePremière vraie molécule de sucre trouvée dans l'espace
- Associated Press: Des astronomes découvrent des preuves de sucre dans l'espace interstellaire
- NASA : le centre galactique en lumière infrarouge
Verdict
Le premier vrai sucre trouvé entre les étoiles n'est pas un signe de vie extraterrestre, mais la preuve que la chimie interstellaire peut construire plus de la boîte à outils moléculaire de la vie que les astronomes avaient directement observé auparavant.
Si des sucres similaires ont survécu à l'intérieur des comètes et des astéroïdes, la jeune Terre a peut-être reçu une partie de sa chimie prébiotique de l'espace entre les étoiles.
