Představte si molekulu, o které se přes sto let mluvilo jen jako o teoretické kuriozitě. Methanetetrol – látka s jediným uhlíkem a čtyřmi hydroxylovými skupinami – byl dlouho považován za příliš nestabilní na to, aby vůbec mohl existovat. A přesto nyní poprvé vznikl. Ne v přírodě, ne v běžné laboratoři, ale v simulovaných podmínkách, které věrně napodobují prostředí hlubokého vesmíru.

Za tímto vědeckým přelomem stojí tým z katedry chemie Havajské univerzity v Mānoa, který se specializuje na výzkum kosmické chemie. V jejich experimentu sehrály klíčovou roli extrémně nízké teploty, téměř úplné vakuum a intenzivní dávky vysokoenergetického UV záření – tedy přesně to, co panuje v mezihvězdných oblacích plných prachu a ledu, kde se rodí nové hvězdy a planety.

Zdroj: Shutterstock

Molekula s unikátní strukturou

Methanetetrol je jedinečný v tom, že má na jediný uhlík navázány hned čtyři hydroxylové skupiny (OH). Na Zemi se taková konfigurace rychle rozpadne – je natolik reaktivní, že v běžném prostředí prostě nepřežije. Ale v mrazivém prázdnu vesmíru, za přítomnosti kosmického záření, mohou chemické reakce probíhat jinak, než bychom čekali. A právě to experiment potvrdil.

K syntéze methanetetrolu tým použil směs vody a oxidu uhličitého, kterou ozařoval vakuovým ultrafialovým světlem. Tím se spustila série reakcí, které vedly nejen ke vzniku cílené molekuly, ale i dalších dosud nepozorovaných sloučenin. K detekci tak malého množství produktů bylo zapotřebí sofistikované spektroskopické analýzy.

Proč je to důležité?

Objev methanetetrolu má dopad nejen na chemii, ale i na naše chápání původu života. Je to důkaz, že i velmi komplexní organické molekuly mohou vznikat v extrémních podmínkách mezihvězdného prostoru – bez přítomnosti živých organismů nebo aktivních planet. To znamená, že stavební kameny života se mohou tvořit dávno před vznikem samotných planetárních systémů.

Podobné molekuly, jejichž vznik byl dosud považován za nemožný, mohou v takových podmínkách existovat a následně sloužit jako základní prvky pro složitější biochemii – třeba na nově vznikajících exoplanetách. Jinými slovy: život může začínat mnohem dřív, než jsme si dosud mysleli.

Vědecká spolupráce napříč kontinenty

Na výzkumu se podíleli vědci z několika institucí, včetně University of Mississippi, Samarské univerzity v Rusku nebo vědeckých center v Šanghaji. Podle profesora Ralfa I. Kaisera, jednoho z hlavních autorů studie, výsledky výrazně rozšiřují naše znalosti o chemických procesech v hlubokém vesmíru.

„Tento výzkum posouvá hranice toho, co si myslíme, že je v chemii možné – zvlášť v podmínkách, které panují ve vesmíru,“ uvedl Kaiser.

Zajímavé je, že i když methanetetrol na Zemi okamžitě podléhá rozkladu, jeho tvorba ve vesmíru je podle této studie naprosto reálná. A právě tyto "kosmické laboratoře" – oblaka ledu, prachu a radiace – by mohly být hlavními továrnami pro tvorbu složitých organických látek v celé galaxii.

Co bude dál?

Publikace vyšla v prestižním časopise Nature Communications a nabízí nové směry výzkumu pro astrobiology i chemiky. Mohly by následovat další experimenty, které potvrdí vznik jiných exotických molekul v obdobných podmínkách. A astronomové budou nyní hledat stopy po těchto sloučeninách i v reálných datech z teleskopů.

Tento objev zároveň otevírá novou kapitolu v otázce, jak vznikají prekurzory života v chladných oblastech vesmíru, bez přispění biologie. Možná to nejsou jen planety jako Země, kde chemie směřuje k životu – ale i vzdálené, temné a tiché kouty mlhovin, které dosud zůstávaly bez povšimnutí.