מחקר שנערך לאחרונה על מטאוריט ווינצ'קומב חשף מולקולות אורגניות וטהורות מחוץ לכדור הארץ, כולל חומצות אמינו ונוקלאובסים, באמצעות ניתוח מיקרוסקופ אלקטרוני מתקדם. ממצאים אלה, המצביעים על תרומה אפשרית להתפתחות החיים על פני כדור הארץ, מסמנים התקדמות משמעותית בהבנתנו את היווצרות מערכת השמש ואת תפקידם של מטאוריטים פחמניים בהעברת תרכובות אורגניות לכדור הארץ המוקדם.
מהמרחב העצום של החלל הבין-כוכבי ועד לממלכת האטומים הקטנה: חוקרים רותמים מיקרוסקופים מתקדמים כדי לחשוף את טביעות האצבע הכימיות והמולקולריות של מערכת השמש המוקדמת בתוך המטאוריט 'ווינצ'קומב' שהתאושש לאחרונה.
מטאוריטים מייצגים את אבני הבניין של מערכת השמש, ומספקים תובנות מפתח לגבי המרכיבים שמהם נוצרים כוכבי הלכת, כולל שלנו. מחקר שנערך על ידי מוסדות משתפים פעולה, כולל אוניברסיטת לידס, השיג בדיוק את זה.
קבוצה נדירה של מטאוריטים, הנקראת "מטאוריטים פחמניים", עשירה בכימיקלים מִין כגון פחמן וחנקן, וכנראה שיחק תפקיד קריטי באספקת מים ומולקולות אורגניות לכדור הארץ המוקדם.
Winchcombe הוא מטאוריט פחמני שנצפתה באופן נרחב בבריטניה בפברואר 2021, כאשר הדגימות הראשונות נאספו רק כ-12 שעות לאחר הנחיתה. לפיכך הוא מציע למדענים הזדמנות לחקור את הרכב החומר האורגני במערכת השמש המוקדמת ללא השפעות השינוי היבשתי הקשות שבדרך כלל פוגעות בחקירות של מטאוריטים.
ניתוח ותגליות ננומטריות
צוות מחקר רב תחומי הכולל מדענים מאוניברסיטאות לידס, מנצ'סטר ויורק, בשיתוף עמיתים במוזיאון הטבע בלונדון, מקור אור יהלוםמכון מקס פלנק לכימיה במיינץ, ובראשם ה אוניברסיטת מינסטר בגרמניה, סיפקה את הניתוח המעמיק הראשון של חומר אורגני בתוך מטאוריט ווינצ'קומב בקנה מידה ננו.
הם הצליחו לתאם באופן ייחודי נתוני קרינת סינכרוטרון עם מידע ספקטרוסקופי משלים ברזולוציה גבוהה במיוחד על אופי הקבוצות הכימיות הפונקציונליות הקיימות בחומר האורגני, באמצעות אחד ממיקרוסקופי האלקטרונים החזקים ביותר בעולם במתקן SuperSTEM, בדרסברי. , צ'שייר.
איור זה מראה באופן סכמטי כיצד ניתן לחלץ פרוסה דקה במיוחד של המטאוריט, המכוונת לאזור עניין עשיר בכימיקלים המכילים פחמן, במדויק מאוד לבדיקה נוספת, בין אם תחת קרן רנטגן (במקור האור של יהלום), או ב מיקרוסקופ האלקטרונים (ב-SuperSTEM). קרדיט: DM Kepaptsoglou, SuperSTEM
זה איפשר זיהוי בולט במקום של מולקולות ביולוגיות נושאות חנקן, כולל חומצות אמינו ונוקלאובסים שהם מרכיבים בסיסיים של החלבונים הגדולים והמורכבים המשמשים בביולוגיה.
המחקר מראה שווינצ'קומב עדיין מכיל מולקולות אורגניות וטהורות מחוץ לכדור הארץ, שלמרבה הפלא, עשויות היו להיות קריטיות להופעת החיים על כדור הארץ המוקדם.
הממצאים פורסמו בכתב העת תקשורת טבע.
קוונטין ראמאס, פרופסור למיקרוסקופיה מתקדמת של אלקטרונים בבית הספר להנדסת כימיה ותהליכים של לידס, שהוביל את צוות מיקרוסקופיה אלקטרונים במעבדת SuperSTEM, אמר: "עבודה זו מוכיחה שהמכשור האחרון של מיקרוסקופיה אלקטרונים מתקדם, כולל מקורות אלקטרונים בעלי רזולוציה גבוהה של אנרגיה מונוכרומטית. ועיצובי גלאים חדשים ורגישים במיוחד, מאפשרים ניתוח של חומר אורגני מחוץ לכדור הארץ ברזולוציה ויעילות חסרי תקדים.
"זה פותח אפיקים חדשים של מחקר על חומרים אלה בעתיד באמצעות מכשור קומפקטי ונגיש למיקרוסקופ אלקטרונים בנוסף לקרינת סינכרוטרונים."
טכניקות מתקדמות והשלכות עתידיות
כריסטיאן וולמר, חוקר בכיר באוניברסיטת מינסטר שהוביל את המחקר, אמר: "הזיהוי של מולקולות ביו-רלוונטיות כמו חומצות אמינו ונוקלאובסים בווינצ'קומב ללא שימוש בשיטות מיצוי כימיות הוא מרגש מאוד, במיוחד כפי שהצלחנו להדגיש. שינויים מרחביים בריכוז המקומי שלהם בקנה מידה ננו.
"זה מצביע על כך שהגישה שלנו מאפשרת למפות כימיה פונקציונלית במטאוריטים, למרות שגדלים של התחומים האורגניים קטנים ביותר והשפע של התרכובות הכימיות נמוכות מאוד".
החוקרים השתמשו במעבדת SuperSTEM, מתקן המחקר הלאומי של בריטניה למיקרוסקופיה מתקדמת של אלקטרונים, בתמיכת המועצה להנדסה ולמחקר פיזיקלי (EPSRC). המתקן מכיל כמה מהמתקנים המתקדמים בעולם לחקר המבנה האטומי של החומר, והוא מופעל בתמיכת קונסורציום אקדמי בראשות אוניברסיטת לידס (כולל גם האוניברסיטאות של מנצ'סטר ויורק, שהיו מעורבות ב פרויקט זה, כמו גם אוקספורד, גלזגו וליברפול).
ניתן לחלץ פרוסה דקה במיוחד של המטאוריט, המכוונת לאזור עניין עשיר בכימיקלים המכילים פחמן, במדויק מאוד לבדיקה נוספת, בין אם תחת קרן רנטגן (במקור אור יהלום), או במיקרוסקופ אלקטרונים (בשעה SuperSTEM).
ד"ר אשלי קינג, עמיתת מחקר במוזיאון להיסטוריה של הטבע, שבו אוצר מטאוריט ווינצ'קומב, אמרה: "התצפיות שלנו מראות שווינצ'קומב מייצגת תוספת חשובה לאוסף המטאוריטים הפחמניים, כאשר הרכבו הבתולי מאפשר פריצות דרך חדשות בהבנתנו של מולקולות אורגניות במערכת השמש המוקדמת."
מתקני מיקרוסקופ האלקטרונים מומנו על ידי המועצה לחקר הנדסה ומדעי הפיזיקה.
