นักวิทยาศาสตร์ตะลึง พบโมเลกุลสารอินทรีย์ซับซ้อนนับแสนชนิดแฝงในอุกกาบาตโบราณ

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า อุกกาบาตโบราณอาจไม่ได้นำพาเพียงกรดอะมิโนหรือสารตั้งต้นของชีวิตแบบเรียบง่ายมาสู่โลกเท่านั้น แต่มันเปรียบเสมือนคลังสารเคมีอินทรีย์ซับซ้อนขนาดใหญ่ ผลการศึกษาใหม่โดย ดร. โจเซฟ ดับเบิลยู ไฟร-โจนส์ จากห้องปฏิบัติการสนามแม่เหล็กสูงแห่งชาติ (National High Magnetic Field Laboratory) ร่วมกับมหาวิทยาลัยฟลอริดาสเตต ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร The Planetary Science Journal ได้ค้นพบและถ่ายภาพโมเลกุลสารอินทรีย์ชนิดใหม่ที่ไม่เคยพบมาก่อนจำนวนหลายหมื่นชนิดจากอุกกาบาตคาร์บอเนเชียสคอนไดรต์ (Carbonaceous Chondrite) สองลูกที่มีชื่อเสียงระดับโลก ได้แก่ อุกกาบาตมอร์ชิสัน (Murchison) ที่ตกในประเทศออสเตรเลีย เมื่อปี พ.ศ. 2512 และอุกกาบาตอกวาสซาร์กาส (Aguas Zarcas) ที่ตกในประเทศคอสตาริกา เมื่อปี พ.ศ. 2562

การวิจัยในอดีตมักมุ่งเน้นสกัดหาโมเลกุลเฉพาะที่คุ้นเคย เช่น ไกลซีน หรือ ยูราซิล แต่ครั้งนี้ทีมวิจัยใช้แนวทางใหม่ด้วยการนำตัวอย่างอุกกาบาตมาบดละเอียดแล้วล้างด้วยสารละลาย 4 ชนิดที่มีสภาพขั้วต่างกัน ได้แก่ เมทานอล, เอทานอล, คลอโรฟอร์ม และโทลูอีน (รวมถึงอะซิโตนสำหรับมอร์ชิสัน) จากนั้นนำสารสกัดไปวิเคราะห์ด้วยเครื่องมวลสเปกโตรมิเตอร์ ขนาด 21 เทสลา ซึ่งทรงพลังที่สุดในโลก เพื่อวัดมวลของสารประกอบด้วยความแม่นยำสูงระดับละเอียดกว่ามวลของอิเล็กตรอน พร้อมทั้งใช้กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (Atomic Force Microscope: AFM) ในการสแกนและถ่ายภาพโครงสร้างทางกายภาพของโมเลกุลโดยตรง โดยการติดโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์ไว้ที่ปลายเข็มเพื่อวัดแรงต้านขณะเคลื่อนผ่านวงแหวนสารอินทรีย์

ผลการวิเคราะห์เผยให้เห็นความหลากหลายอันน่าทึ่ง โดยพบสูตรโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์มากกว่า 66,000 ชนิดในอุกกาบาตมอร์ชิสัน และมากกว่า 91,000 ชนิดในอุกกาบาตอกวาสซาร์กาส ซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 10 ถึง 70 อะตอม และมีออกซิเจนมากถึง 20 อะตอม นอกจากนี้ยังพบสารประกอบโลหะอินทรีย์ที่มีเหล็กและแมกนีเซียมเป็นส่วนประกอบอยู่เป็นจำนวนมาก น่าประหลาดใจที่สารอินทรีย์ที่ละลายออกมาจากสารละลายแต่ละชนิดแทบไม่มีส่วนซ้ำซ้อนกันเลย และอุกกาบาตทั้งสองลูกซึ่งมาจากดาวเคราะห์น้อยประเภทเดียวกันกลับมีโครงสร้างโมเลกุลที่ซ้ำกันเพียงส่วนน้อยเท่านั้น แสดงให้เห็นว่าสภาวะแวดล้อมเคมีในยุคเริ่มต้นของระบบสุริยะ มีความหลากหลายและซับซ้อนอย่างยิ่ง

การค้นพบครั้งนี้เปลี่ยนมุมมองเดิมที่เคยเชื่อว่า อุกกาบาตทำหน้าที่เพียงลำเลียงสารตั้งต้นชีวิตบริสุทธิ์มายังโลก แต่แท้จริงแล้วมันบันทึกสภาพของโรงกลั่นเคมีขนาดใหญ่ที่มีสารประกอบอินทรีย์นับแสนชนิดปะปนอยู่คล้ายกับแหล่งปิโตรเคมีใต้ดิน นี่เป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่ยืนยันว่าปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์อันซับซ้อนได้เกิดขึ้นล่วงหน้าในระบบสุริยะ ก่อนที่สิ่งมีชีวิตแรกเริ่มจะกำเนิดขึ้นนานมาก แม้เรายังต้องศึกษากันต่อว่าสารเคมีที่ไร้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้วิวัฒนาการไปสู่ระบบชีววิทยาที่ซับซ้อนได้อย่างไร แต่อุกกาบาตและดาวเคราะห์น้อยโบราณจะยังคงเป็นกุญแจสำคัญในการค้นหาคำตอบนี้ต่อไป

ข้อมูลอ้างอิง: Brookhaven National Laboratory

• A Glimpse of the Solar System's Origins: Striking Details on the Molecules Inside a Meteorite