Sukkaarri jalqabaa urjiilee gidduutti argame keemistirii dha, jireenya miti

Sukkaara speektrumii raadiyoo keessatti

Seenaan kun bifa ofuma isaatiin of barreessu fakkaatu qaba: saayintistoonni hawaa keessatti sukkaara argan; kanaaf wantoonni jireenyaaf barbaachisan bakka hundaa jiru. Hawwataa dha, garuu xumura irra ariitiin ga’a.

Bu’aan dhugaa ifa fi caalaatti nama hawwata. Barruu Nature Astronomy haaraa keessatti, Izaskun Jimenez-Serra, Juan Garcia de la Concepcion, Herma Cuppen fi miiltonni isaanii erythrulose hawaa urjiilee gidduu keessatti argamuu isaa gabaasan. Erythrulose ketose kaarboonii afur qabu dha: sukkaara dhugaa, chiral ta’e, adeemsa keemikaalaa jireenyaan dura ta’uu danda’u keessatti barbaachisaa, fi speektrumii naanna’uu molekiyuulii isaatiin barbaadamuuf gahaa xiqqaa ta’e dha.

Mallattoon sun G+0.693−0.027, duumessa molekiyuulii Giddugala Galaaksii biraa, kiiloopaarseekii 8.2 tilmaamaan fagaatu irraa dhufe. Gareen qorannoo teleskooppii Yebes 40 m fi IRAM 30 m irraa qorannoo raadiyoo bal’aa fi baay’ee miira-qabeessa ta’e, foddaalee qilleensaa mm 7, mm 3 fi mm 2 keessatti GHz 91 ol uwwisu fayyadame. Sararoota raadiyoo mul’atan daataa laaboraatorii naanna’uu erythrulose wajjin wal bira qabanii, ba’iinsa isaa shallaganii, sana booda keemistiriin cabbii urjiilee gidduu erythrulose gahaa uumuu danda’aa jedhanii gaafatan.

Himannaan barbaachisaan kana: molekiyuulii sukkaaraa dhugaan naannoo qorraa urjiilee gidduu keessatti uumamee, Lafa irraa argamuuf gahaa ta’ee turuu danda’a. Himannaan astiroonomaroonni jireenya, RNA, yookaan fal’aana sukkaaraa urjiilee gidduu bololi’u argan jechuu miti.

Barreessitoonni maal godhan?

• Speektrumii raadiyoo bal’aa kan duumessa molekiyuulii Giddugala Galaaksii G+0.693−0.027 teleskooppii Yebes 40 m fi IRAM 30 m irraa argame fayyadaman.
• Spectroscopy naanna’uu laaboraatorii yeroo dhihoo fayyadamuun erythrulose barbaadan; daataa kana malee sararoota astiroonomii amanamummaadhaan adda baasuun hin danda’amu ture.
• Haala naannoo keessaa teermoodaynaamikii madaallii tasgabbaa’aa keessatti MADCUBA-SLIM fayyadamuun speektrumii sana moodeelii godhan; duumessa sararoota hedduu qabu san keessatti gosoota molekiyuulii 180 ol duraan adda baafamanis tilmaama keessa galchan.
• Shallaggii isaanii mallattoolee erythrulose hunda caalaa ifaa fi sararoota biroo wajjin xiqqoo wal makaman irratti xiyyeeffatan.
• Erythrulose molekiyuulii walqabatan—glycolaldehyde, ethylene glycol, glyceraldehyde, dihydroxyacetone fi glycerol—wajjin wal bira qaban.
• Erythrulose firii awwaaraa cabbii urjiilee gidduu qabu irratti akkamitti uumamuu akka danda’u moodeelii quantum chemistry fi kinetic Monte Carlo ijaaran.

Maal argan?

• Argannoo sararoota hedduu irratti hundaa’e. Barruun tuuta sarara erythrulose 12, ce’umsawwan dhuunfaa 17 bakka bu’an, adda baasa. Tuuta sarara kana keessaa ja’a, ce’umsawwan dhuunfaa sagal bakka bu’an, irra caalaan isaanii sararoota biroo wajjin hin makamne jedhanii ramadan; makaan hafe 25% yookaan isaa gadi dha.
• Molekiyuulii qorraa fi mallattoo dadhabaa qabu. Shallaggiin LTE ho’a kaka’umsa $11.3 \pm 1.8$ K fi column density $(8.7 \pm 0.8) \times 10^{13}$ cm⁻² kenna; saffisa giddu galeessaa 69 km/s fi bal’ina sararaa 22 km/s fayyadama.
• Baay’ina xiqqaa garuu safaramuu danda’u. Baay’inni erythrulose H₂ wajjin wal bira qabamee argame $(6.4 \pm 0.6) \times 10^{-10}$ dha.
• Sukkaarri gabaabaan hin mul’anne. Sukkaarri kaarboonii sadii wal fakkaatu, glyceraldehyde fi dihydroxyacetone, hin argamne; daangaan isaanii ol’aanaan ≤$4 \times 10^{-11}$ fi ≤$7 \times 10^{-11}$ dha. Kanaaf erythrulose madda kana keessatti sukkaara C3 kana caalaa yoo xiqqaate dachaa 8–17 baay’ata fakkaata.
• Falmii wal-simannaa carraa ifatti ibsan. Mallattoolee ja’an xiqqoo wal makamaniif, barreessitoonni carraan sararoonni tasumaan wal simatan 0.2% jedhanii tilmaaman. Sararoota hin makamne sadii yookaan afur qofa fayyadaman illee sadarkaa amantaa 95.2% fi 98.3% gabaasan.
• Keemistiriin karaa ta’uu danda’u qaba. Moodeelichi erythrulose cabbii bishaanii bifa kiristaala hin qabne irratti, gosoota C2 xixiqqoo lama duumessa keessatti duraanuu baay’atan—glycolaldehyde fi ethylene glycol—irraa uuma. Fakkeessuuwwan dhihoo ta’an methanol, glycolaldehyde, ethylene glycol fi erythrulose garaagarummaa dachaa shanii keessatti wal simsiisu; sukkaara C3 hin argamne ammoo tilmaamaan dachaa 25–70 garmalee baay’isanii uumu.

Kun maaliif “sukkaara hawaa keessatti” qofa miti?

Mata dureewwan astiroonomii duraan glycolaldehyde “sukkaara hunda caalaa salphaa” jedhanii waaman. Inni keemikaalaan sukkaara wajjin walqabata; keemistirii jireenyaan duraafis barbaachisaa dha. Barruun garuu garaagarummaa kana irratti of eeggata: glycolaldehyde hydroxyaldehyde dha, saccharide dhugaa miti. Erythrulose adda. Inni monosaccharide fi ketose dha; barreessitoonni sukkaara jalqabaa hawaa urjiilee gidduu keessatti gabaafame jedhanii ibsu.

Kun barbaachisaa dha; sababni isaas keemistiriin ka’umsa jireenyaa yeroo baay’ee sukkaarri akka meeshaa jalqabaatti duraan jiraachuu isaa tilmaamuu qaba. Ribose fi glucose meteorites fi saamuda asteroid Bennu keessatti argamaniiru; kun kuusaan sukkaaraa tokko tokko Lafa alaa irraa maddachuu akka danda’u akeeka. Garuu molekiyuulii sukkaara wajjin walqabatu meteorite keessatti arguun sukkaara gaazii fi awwaara urjiilee gidduu keessatti arguu wajjin tokko miti. Barruun kun sansalata keessatti tarkaanfii tokko duubatti deema: qaamolee hawaa xixiqqoo dura, meteorites dura, pilaaneetota dura.

Bu’aan kun haala faayidaa qabuun keemikaalaan addaa dha. Yeroo baay’ee maatiin keemikaalaa urjiilee gidduu atoomota kaarboonii dabalaa yeroo deeman, molekiyuulii guguddaan baay’inaan baay’ee hir’ata. Asitti sukkaarri kaarboonii afur qabu argame; sukkaarri kaarboonii sadii wal fakkaatu garuu hin argamne. Barreessitoonni karaan diigamuu fi uumamuu firii cabbii irratti adeemsifamu naannoo kana keessatti erythrulose akka caalaatti baay’atu gochuu danda’a jedhu.

Kun maal hin mirkaneessu?

• Hawaa keessatti jireenya hin agarsiisu. Molekiyuulii sukkaaraa keemistirii jireenyaan dura ta’uu danda’u dha; baayoloojii miti.
• Ribose, RNA yookaan DNA hin agarsiisu. Erythrulose haala bishaanii keessatti gara aldoses walqabatanitti jijjiiramuu, akkasumas adeemsa jireenyaan dura keessatti hirmaachuu danda’a; garuu sukkaara dugda ijaarsa RNA miti.
• “Harka” molekiyuulii tokko kan lubbu-qabeeyyii keessatti baay’atu hin agarsiisu. Erythrulose chiral dha; argannoon raadiyoo kun molekiyuulii qofa adda baasa. Enantiomeric excess hin safaru; “harki” molekiyuulii tokko akka caalu hin agarsiisu.
• Molekiyuulii kun gara Lafa jalqabaa akka ga’e hin mirkaneessu. Barruun qaamolee hawaa xixiqqoon fidamuu akka danda’u irratti mari’ata; kun garuu baay’ina, keemistirii meteorite fi seenaa Sirna Aduu irraa hiika babal’ate dha.
• Rakkoon “ka’umsa jireenyaa” furame jechuu miti. Garee molekiyuulii tokko dhiyeessuun metabolism, of-baay’isuu yookaan seelota ijaaruu wajjin tokko miti.
• Rakkoo argannoo keessaa shakkii hin balleessu. Ragaan cimaa dha, garuu maddi sararoota hedduu qaba; barruun sararoonni wal makuu irratti hojii guddaa hojjeta, sababiin isaas adda baasuun sobaa achitti uumamuu danda’a.
• Tilmaama geejjibaa gara safartuu dhugaatti hin jijjiiru. Barruun yeroo Late Heavy Bombardment keessatti erythrulose (0.5–50) × $10^{9}$ kg tilmaamaan gara Lafa jalqabaa ga’uu danda’a jedhee tilmaama; lakkoofsi kun garuu yaadota bu’uuraa hedduu irratti hundaa’a, barreessitoonnis seenaan walitti bu’iinsa baay’ee sun mataan isaa gaaffii keessa galuu isaa yaadachiisu.

Ragaan hammam cimaa dha?

Argannoon kun sarara tokko seenaa itti maxxanfame miti. Spectroscopy laaboraatorii, qorannoo raadiyoo bal’aa, ce’umsawwan hedduu frequency fi saffisa sirrii irratti, moodeelii sararaa lakkoofsaa fi xiinxala walmakaa ifaa irratti hundaa’a. Mallattooleen ja’an irra caalaan isaanii hin makamne bu’uura ragaa kanaati; sararoonni biroo fi shallaggiin waliigalaa walsimannaa dabalu. Duumessa molekiyuulii walxaxaa ta’eef kun karaa argannoo jabaa dha.

Kutaan dadhabaan adda baasuu molekiyuulii mataa isaa miti; hiika bal’aa ka’umsa jireenyaati. Moodeelichi erythrulose molekiyuulii xixiqqoo irraa firii cabbii irratti uumamuu akka danda’u agarsiisa; baay’inni argames daangaa bal’aa sirrii keessatti argama. Garuu moodeelichi sukkaara C3 hin argamne tokko tokko garmalee baay’isee uuma; cabbii urjiilee gidduu irraa gara network keemikaalaa Lafa jalqabaa geessu guutummaatti hin hordofu. Riqichi “molekiyuulii kun hawaa keessatti jira” irraa gara “molekiyuulii kun jireenyi akka jalqabu gargaare” jedhuutti geessu ta’uu danda’a; garuu hin mirkanoofne.

Kanaaf haalli ifaan: argannoo astrochemistry cimaa; keemistirii uumamuu ta’uu danda’u; barbaachisummaa baayoloojii tilmaama ta’e.

Maaliif barbaachisaa dha?

Keemistiriin jireenyaan dura rakkoo dhiyeessii meeshaa jalqabaa qaba. Molekiyuulii tokko tokko yaada ka’umsa jireenyaa keessatti fayyadan haala salphaa Lafa jalqabaa keessatti baay’ina faayidaa qabuun uumuun salphaa miti. Karaa rakkoo kana salphisu tokko alaa irraa fiduu dha: comets, asteerooyidota fi meteorites molekiyuulii duraan, naannoo qorraa fi addaa keessatti uumame fidu.

Barruun kun yaada kanaaf madda isaa duraa caalaatti ifa taasisa. Sukkaarri dhugaa yoo xiqqaate tokko, wanti sun qaamolee hawaa xixiqqoo keessa hin cufamin dura, hawaa urjiilee gidduu keessatti uumamuu akka danda’u dubbata. Kun jireenyi dirqamaan akka uumamu hin taasisu. Garuu kuusaan keemikaalaa jalqabaa Lafa qofatti akka hin daangeffamne agarsiisa: keemistiriin barbaachisaa tokko tokko pilaaneetonni jiraachuu isaanii dura jalqabuu danda’a.

Seenaan gaariin “wantoonni jireenyaaf barbaachisan bakka hundaa jiru” miti. Inni dhiphaa dha: duumessi molekiyuulii qorraa Giddugala Galaaksii bira jiru sukkaara chiral argamuu danda’u qaba; keemistiriin isa uumu firii awwaaraa cabbii qabu irratti hojjechuu danda’a. Kunuma qofti ga’a.

Cuunfaa gabaabaa

Astiroonomaroonni molekiyuulii sukkaaraa dhugaa jalqabaa hawaa urjiilee gidduu keessatti arguu isaanii gabaasan: erythrulose, ketose chiral kaarboonii afur qabu, duumessa Giddugala Galaaksii G+0.693−0.027 keessatti. Ragaan ce’umsawwan raadiyoo hedduu teleskooppii Yebes 40 m fi IRAM 30 m’n mul’atan, daataa speektrumii laaboraatorii wajjin wal simsiifaman, fi moodeelii uumamuu firii awwaaraa cabbii qabu irratti hundaa’een deggarame irraa dhufe. Bu’aan kun gosti keemistirii sukkaaraa jireenyaan dura ta’uu danda’u tokko pilaaneetotaa fi meteorites uumamuu dura adeemsifamuu akka danda’u agarsiisa. Jireenya, ribose yookaan RNA miti; molekiyuulii akkasii Lafa irratti baayoloojii akka jalqabe ragaa miti. Argannoo astrochemistry cimaa, hiika of eeggannoo fi daangaa qabu dha: hawaan kuusaa keemikaalaa jireenyaan dura ta’uu danda’u kan duraan beeknu caalaa uumu danda’a.