Una nuova ricerca di Nir Goldman della Lawrence Livermore e Isaac Tamblyn dell'Università di Ontario Institute of Technology, hanno scoperto che le comete ghiacciate schiantesi sulla Terra milioni di anni fa, avrebbero potuto produrre i composti organici, compresi i mattoni delle proteine e le coppie di basi azotate dell'DNA e dell'RNA.
Le comete contengono una varietà di semplici molecole, come l'acqua, l'ammoniaca, il metanolo e l'anidride carbonica e un impatto con una superficie planetaria fornirebbe un abbondante approvvigionamento di energia per guidare le reazioni chimiche.
"Il flusso di materia organica sulla Terra attraverso le comete e gli asteroidi durante i periodi di pesante bombardamento potrebbe ever pesato per 10.000 miliardi di chilogrammi all'anno, offrendo fino a diversi ordini di grandezza di massa di sostanze organiche rispetto a quello che probabilmente preesisteva sul pianeta" ha detto Goldman.
I primi lavori di Goldman si basano sui modelli di calcolo intensivo, che, in passato, non potevano che catturare 10-30 picosecondi di un evento di impatto cometario. Tuttavia nuove simulazioni, sviluppate ai supercomputer del LLNL, Rzcereal e Azteca, hanno usato modelli molto più efficienti ed è stato in grado di catturare centinaia di picosecondi degli impatti, molto più vicini ad un equilibrio chimico.
"Come risultato, ora osserviamo una gamma molto diversa e ampia di prodotti chimici di idrocarburi che, al momento dell'impatto, avrebbero potuto creare un materiale organico che alla fine ha portato alla vita", ha detto Goldman.
Le comete possono variare nel formato da 1,6 km fino a 56 km. Le comete che passano attraverso l'atmosfera terrestre sono riscaldate esternamente, ma rimangono fredde internamente.
Al momento dell'impatto con la superficie planetaria, viene generata un'onda d'urto a causa dell'improvvisa compressione.
Le onde d'urto possono creare improvvise e intense pressioni, che potrebbero influenzare le reazioni chimiche all'interno di una cometa prima che essa possa interagire con l'ambiente planetario. Una collisione obliqua dove un corpo ghiacciato extraterrestre urta un'atmosfera planetaria potrebbe generare le condizioni termodinamiche favorevoli alla sintesi organica.
Questi processi potrebbero apportare in concentrazioni significative le specie organiche sulla Terra.
Il team ha scoperto che moderate pressioni d'urto e temperature (circa 360.000 atmosfere di pressione e di 4.600 gradi Fahrenheit) in una miscela di biossido di carbonio ricco di ghiaccio hanno prodotto una serie di eterocicli contenenti azoto, che si dissociano per formare idrocarburi aromatici funzionalizzati su di espansione e raffreddamento.
Questi sono considerati precursori prebiotici al DNA e alle coppie di basi di RNA.
In contrasto, le elevate condizioni d'urto (da circa 480.000 a 600.000 atmosfere di pressione e dai 6,200-8,180 gradi Fahrenheit) hanno portato alla sintesi del metano e del formaldeide, così come ad alcune molecole di carbonio a catena lunga.
Questi composti sono noti per agire come precursori degli amminoacidi e della sintesi organica complessa.
Tutte le simulazioni di compressione shock per queste condizioni hanno prodotto notevoli quantità di nuovi, semplici composti di carbonio e azoto che sono noti precursori prebiotici.
"Gli impatti cometari potrebbero causare la sintesi delle molecole prebiotiche, senza bisogno di altre condizioni " speciali ", come ad esempio la presenza di catalizzatori, radiazioni UV, o particolari condizioni pre-esistenti su un pianeta", ha detto Goldman.
"Questi dati sono fondamentali per comprendere il ruolo degli eventi di impatto nella formazione di composti costruttori della vita sia sulla Terra che su altri pianeti e nel guidare le future ricerche".
La ricerca appare sulla copertina del numero del 20 di The Journal of Physical Chemistry di giugno 2013.
Foto in alto
Il doppio sistema di stelle T Pyxidis, o T Pisside, nel corso di un periodo di quattro mesi.
NASA, ESA, A. Crotts, J. Sokoloski, e H. Uthas (Columbia University), e S. Lorenzo (Hofstra University))
Traduzione a cura di Arthur McPaul
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130605144326.htm
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Le comete contengono una varietà di semplici molecole, come l'acqua, l'ammoniaca, il metanolo e l'anidride carbonica e un impatto con una superficie planetaria fornirebbe un abbondante approvvigionamento di energia per guidare le reazioni chimiche.
"Il flusso di materia organica sulla Terra attraverso le comete e gli asteroidi durante i periodi di pesante bombardamento potrebbe ever pesato per 10.000 miliardi di chilogrammi all'anno, offrendo fino a diversi ordini di grandezza di massa di sostanze organiche rispetto a quello che probabilmente preesisteva sul pianeta" ha detto Goldman.
I primi lavori di Goldman si basano sui modelli di calcolo intensivo, che, in passato, non potevano che catturare 10-30 picosecondi di un evento di impatto cometario. Tuttavia nuove simulazioni, sviluppate ai supercomputer del LLNL, Rzcereal e Azteca, hanno usato modelli molto più efficienti ed è stato in grado di catturare centinaia di picosecondi degli impatti, molto più vicini ad un equilibrio chimico.
"Come risultato, ora osserviamo una gamma molto diversa e ampia di prodotti chimici di idrocarburi che, al momento dell'impatto, avrebbero potuto creare un materiale organico che alla fine ha portato alla vita", ha detto Goldman.
Le comete possono variare nel formato da 1,6 km fino a 56 km. Le comete che passano attraverso l'atmosfera terrestre sono riscaldate esternamente, ma rimangono fredde internamente.
Al momento dell'impatto con la superficie planetaria, viene generata un'onda d'urto a causa dell'improvvisa compressione.
Le onde d'urto possono creare improvvise e intense pressioni, che potrebbero influenzare le reazioni chimiche all'interno di una cometa prima che essa possa interagire con l'ambiente planetario. Una collisione obliqua dove un corpo ghiacciato extraterrestre urta un'atmosfera planetaria potrebbe generare le condizioni termodinamiche favorevoli alla sintesi organica.
Questi processi potrebbero apportare in concentrazioni significative le specie organiche sulla Terra.
Il team ha scoperto che moderate pressioni d'urto e temperature (circa 360.000 atmosfere di pressione e di 4.600 gradi Fahrenheit) in una miscela di biossido di carbonio ricco di ghiaccio hanno prodotto una serie di eterocicli contenenti azoto, che si dissociano per formare idrocarburi aromatici funzionalizzati su di espansione e raffreddamento.
Questi sono considerati precursori prebiotici al DNA e alle coppie di basi di RNA.
In contrasto, le elevate condizioni d'urto (da circa 480.000 a 600.000 atmosfere di pressione e dai 6,200-8,180 gradi Fahrenheit) hanno portato alla sintesi del metano e del formaldeide, così come ad alcune molecole di carbonio a catena lunga.
Questi composti sono noti per agire come precursori degli amminoacidi e della sintesi organica complessa.
Tutte le simulazioni di compressione shock per queste condizioni hanno prodotto notevoli quantità di nuovi, semplici composti di carbonio e azoto che sono noti precursori prebiotici.
"Gli impatti cometari potrebbero causare la sintesi delle molecole prebiotiche, senza bisogno di altre condizioni " speciali ", come ad esempio la presenza di catalizzatori, radiazioni UV, o particolari condizioni pre-esistenti su un pianeta", ha detto Goldman.
"Questi dati sono fondamentali per comprendere il ruolo degli eventi di impatto nella formazione di composti costruttori della vita sia sulla Terra che su altri pianeti e nel guidare le future ricerche".
La ricerca appare sulla copertina del numero del 20 di The Journal of Physical Chemistry di giugno 2013.
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