Gli scienziati hanno ricreato la reazione con cui gli isotopi di carbonio si sono fatti strada in diversi composti organici, sfidando l'idea che i composti organici, come gli amminoacidi, sono formati da substrati isotopicamente arricchiti. La loro scoperta suggerisce che gli elementi costitutivi della vita nei meteoriti derivano da substrati ampiamente disponibili nel primo sistema solare.

I loro risultati sono stati pubblicati online in Progressi scientifici il 28 aprile 2021.

I meteoriti carboniosi contengono gli elementi costitutivi della vita, compresi gli amminoacidi, zuccheri, e le basi azotate. Questi meteoriti sono potenziali fornitori di queste molecole per la Terra prebiotica.

Le piccole molecole organiche che si trovano nei meteoriti sono generalmente arricchite in un isotopo di carbonio pesante ( ¹³ C). Però, la materia organica più abbondante nei meteoriti si esaurisce in ¹³ C. Una tale differenza ha da tempo lasciato perplessi gli scienziati. Si pensava che le piccole molecole provenissero da ¹³ C sostanze arricchite che si trovano nel sistema solare esterno estremamente freddo e/o nella nebulosa solare.

Però, un team di ricercatori dell'Università di Tohoku e dell'Università di Hokkaido ha presentato una nuova ipotesi. Sostengono che le reazioni di tipo formose, la formazione di zucchero dalla formaldeide, creare notevoli differenze nel ¹³ Concentrazione di C tra piccole e grandi molecole organiche.

Ricreando la reazione di tipo formose in laboratorio, i ricercatori hanno scoperto che i componenti dell'isotopo di carbonio dei meteoriti organici sono creati dalla reazione di tipo formose anche in una soluzione acquosa calda.

Le loro scoperte suggeriscono che i composti organici si sono formati senza l'uso di substrati arricchiti isotopicamente dal sistema solare esterno; piuttosto, la loro formazione potrebbe aver avuto luogo utilizzando substrati comunemente presenti nel primo sistema solare.

"La discrepanza nella composizione isotopica del carbonio tra i piccoli composti organici e la grande materia organica insolubile è una delle caratteristiche più misteriose dei composti organici dei meteoriti, ", ha affermato Yoshihiro Furukawa dell'Università di Tohoku, autore principale dello studio. "Però, il comportamento di ¹³ C in questa reazione risolve completamente il puzzle."

"Anche se i composti sono stati sintetizzati 4,6 miliardi di anni fa, le composizioni isotopiche ci dicono il processo di reazione sintetica, " ha aggiunto il coautore Yoshito Chikaraishi, dall'Università di Hokkaido.

Guardando avanti, il gruppo di ricerca sta progettando di studiare l'impatto della reazione di tipo formosio sulle caratteristiche degli isotopi dell'azoto e del carbonio in un certo numero di meteoriti organici e carbonati.