संयुक्त राज्य अमेरिका में पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के नवीनतम शोध से पता चलता है कि क्षुद्रग्रह "बेन्नु" से निकले धूल के नमूने वैज्ञानिक समुदाय की पारंपरिक समझ को बदल रहे हैं कि ब्रह्मांड में जीवन के बुनियादी घटकों का निर्माण कैसे हुआ। अनुसंधान दल ने लगभग 4.6 अरब वर्ष पुराने क्षुद्रग्रह चट्टान में विभिन्न प्रकार के अमीनो एसिड की उपस्थिति की पुष्टि की। इन नमूनों को सफलतापूर्वक एकत्र किया गया और 2023 में नासा की "OSIRIS-REx" जांच द्वारा पृथ्वी पर वापस लाया गया, जिससे पुष्टि हुई कि जीवन के लिए बुनियादी कच्चे माल वास्तव में अलौकिक निकायों पर व्यापक रूप से मौजूद हैं। हालाँकि, वह रासायनिक मार्ग जिसके माध्यम से ये अणु अंतरिक्ष में पैदा होते हैं, पहले भी एक खुला प्रश्न रहा है।
प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज (पीएनएएस) में प्रकाशित नए नतीजे बताते हैं कि "बेन्नू" नमूने में कुछ अमीनो एसिड उस तरह से नहीं बने हैं जैसा कि वैज्ञानिक समुदाय ने लंबे समय से माना है। अनुसंधान से पता चलता है कि वे संभवतः गर्म तरल पानी वाले वातावरण के बजाय बेहद ठंडे, चमकदार बर्फीले वातावरण में पैदा हुए थे। इस निष्कर्ष का अर्थ है कि जीवन के "निर्माण खंड" अमीनो एसिड के निर्माण की स्थितियाँ पहले की कल्पना से कहीं अधिक ढीली और अधिक विविध हैं। ब्रह्मांड में और भी अधिक कठोर कोने हो सकते हैं जिनमें अभी भी जीवन के लिए कच्चे माल के उत्पादन की क्षमता है।
पेपर के सह-प्रथम लेखक और पेन स्टेट में पृथ्वी विज्ञान विभाग में सहायक अनुसंधान प्रोफेसर एलीसन बैक्ज़िनस्की ने कहा कि यह खोज "क्षुद्रग्रहों पर अमीनो एसिड कैसे उत्पन्न होते हैं, इस बारे में हमारे पारंपरिक दृष्टिकोण को पलट देती है," यह दर्शाता है कि अमीनो एसिड केवल गर्म, पानी वाले वातावरण के निर्माण तक ही सीमित नहीं हैं, बल्कि विभिन्न मार्गों और स्थितियों में पैदा हो सकते हैं।
"बेन्नू" धूल की रासायनिक संरचना के रहस्यों को उजागर करने के लिए, अनुसंधान दल ने केवल "एक चम्मच" कीमती नमूनों का उपयोग किया और आइसोटोपिक संरचना का विस्तृत विश्लेषण करने के लिए विशेष उपकरणों पर भरोसा किया। ये उपकरण तत्वों के परमाणु द्रव्यमान में सूक्ष्म अंतर को मापते हैं, "फिंगरप्रिंट" प्रदान करते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के इतिहास का पता लगा सकते हैं। विश्लेषण सबसे सरल अमीनो एसिड, ग्लाइसिन पर केंद्रित है, एक अणु जिसमें केवल दो कार्बन परमाणु होते हैं, जिसे प्रीबायोटिक जीवन के रसायन विज्ञान का पता लगाने के लिए एक महत्वपूर्ण मार्कर माना जाता है।
प्रोटीन बनाने के लिए अमीनो एसिड को एक साथ जोड़ा जा सकता है, और कोशिका संरचनाओं के निर्माण से लेकर रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने तक, प्रोटीन लगभग हर जैविक कार्य में शामिल होते हैं। ग्लाइसिन की एक सरल संरचना और विविध उत्पादन मार्ग हैं, इसलिए यदि यह धूमकेतु या क्षुद्रग्रहों पर पाया जाता है, तो यह अक्सर इस विचार को मजबूत करेगा कि जीवन के लिए पहले रासायनिक कच्चे माल में से कुछ को ग्रहों के निर्माण से बहुत पहले इंटरस्टेलर अंतरिक्ष में संश्लेषित किया गया होगा, और उल्कापिंडों और धूल के माध्यम से युवा पृथ्वी की सतह पर पहुंचाया गया होगा।
पिछले मुख्यधारा मॉडल में, वैज्ञानिक आम तौर पर मानते थे कि अमीनो एसिड मुख्य रूप से तथाकथित "स्ट्रेकर संश्लेषण" के माध्यम से उत्पादित होते थे: हाइड्रोसायनिक एसिड, अमोनिया, और एल्डिहाइड या कीटोन तरल जल वातावरण में प्रतिक्रिया करके अमीनो एसिड अणु बनाते हैं। हालाँकि, बेन्नू के नमूनों का समस्थानिक हस्ताक्षर पूरी तरह से अलग पथ की ओर इशारा करता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन ग्लाइसीन का आइसोटोप अनुपात क्लासिक जल चरण रासायनिक मार्ग के अनुरूप नहीं है, और कम तापमान वाली बर्फ की परतों और मजबूत विकिरण के तहत जटिल प्रतिक्रियाओं के परिणामों के साथ अधिक सुसंगत है, जिससे पता चलता है कि वे प्रारंभिक सौर मंडल में बाहरी सौर मंडल के बर्फीले क्षेत्रों से उत्पन्न हुए होंगे।
बाचिंस्की ने बताया कि पेन स्टेट यूनिवर्सिटी ने विश्लेषणात्मक उपकरण को विशेष रूप से संशोधित किया है ताकि यह बेहद कम बहुतायत वाले कार्बनिक पदार्थों में आइसोटोप को मापने में सक्षम हो सके; इस तकनीकी सफलता के बिना, यह खोज बिल्कुल भी हासिल नहीं की जा सकती थी। अनुसंधान में शामिल टीम के सदस्यों में पृथ्वी विज्ञान के प्रोफेसर क्रिस्टोफर हाउस, "इवान पुघ विश्वविद्यालय के प्रोफेसर" कैथरीन फ्रीमैन, पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता ओफेली मैकिन्टोश और पृथ्वी विज्ञान के डॉक्टरेट छात्र मिला मैटनी शामिल हैं।
बेन्नू पर अमीनो एसिड की विशिष्टता को और अधिक समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने इसकी तुलना प्रसिद्ध मेलबोर्न काउंटी उल्कापिंड, मर्चिसन उल्कापिंड में अमीनो एसिड से की। मर्चिसन उल्कापिंड 1969 में ऑस्ट्रेलिया में गिरा था और यह कार्बनयुक्त उल्कापिंडों में कार्बनिक अणुओं के अध्ययन के लिए एक "बेंचमार्क" नमूना रहा है। तुलना से पता चलता है कि दोनों के बीच तीव्र अंतर हैं: मर्चिसन उल्कापिंड में अमीनो एसिड आइसोटोप हस्ताक्षर से पता चलता है कि उनके तरल पानी और अपेक्षाकृत हल्के तापमान वाले वातावरण में बनने की अधिक संभावना है। ऐसी स्थितियां उल्कापिंड के मूल शरीर पर मौजूद हो सकती हैं और प्रारंभिक पृथ्वी पर पर्यावरण के समान हैं।
मैकिन्टोश बताते हैं कि अमीनो एसिड महत्वपूर्ण हैं क्योंकि विज्ञान आम तौर पर इस बात से सहमत है कि उन्होंने पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति में केंद्रीय भूमिका निभाई है। इस अध्ययन में पाया गया कि "बेन्नू" नमूने में अमीनो एसिड के आइसोटोप पैटर्न मर्चिसन उल्कापिंड से पूरी तरह से अलग हैं, जो दर्शाता है कि उनकी मूल वस्तुएं संभवतः सौर मंडल के क्षेत्रों में बहुत अलग रासायनिक वातावरण के साथ पैदा हुई थीं। यह इस विचार को और मजबूत करता है कि प्रारंभिक सौर मंडल के अंदर विभिन्न प्रकार के विभिन्न रासायनिक "पारिस्थितिक निचे" थे, जो जीवन के लिए कच्चे माल की पीढ़ी के लिए एक विविध चरण प्रदान करते थे।
शोध नई पहेलियाँ भी सामने लाता है। अमीनो एसिड अणु आम तौर पर दो "चिरल" रूपों में मौजूद होते हैं जो मानव के बाएं और दाएं हाथों के समान एक दूसरे की दर्पण छवियां होते हैं। यह सोचा गया था कि दो दर्पण छवि अणु समस्थानिक रूप से समान विशेषताएं दिखाएंगे। हालाँकि, इस विश्लेषण में, "बेन्नू" नमूने में ग्लूटामिक एसिड नामक अमीनो एसिड के बाएं और दाएं चिरल रूपों की नाइट्रोजन आइसोटोप संरचना में एक महत्वपूर्ण अंतर था। अणु जो रासायनिक रूप से लगभग समान होते हैं, केवल स्थानिक विन्यास में दर्पण छवियाँ, ऐसे भिन्न समस्थानिक "हस्ताक्षर" क्यों छोड़ते हैं? इस सवाल का फिलहाल कोई जवाब नहीं है.
वैज्ञानिकों का मानना है कि इस अंतर के पीछे के कारणों को समझने से हमारे लिए पूरे सौर मंडल में जीवन निर्माण खंडों की उत्पत्ति और विकास को समझने की एक नई खिड़की खुल सकती है। बाचिंस्की ने स्वीकार किया कि वर्तमान में "उत्तर से अधिक प्रश्न" हैं और टीम विभिन्न स्रोतों से अधिक उल्कापिंड नमूनों का विश्लेषण जारी रखने की योजना बना रही है ताकि यह परीक्षण किया जा सके कि क्या उनके अमीनो एसिड मर्चिसन और "बेन्नू" के समान अंतर दिखाते हैं, या क्या वे अधिक विविध गठन पथ और वातावरण दिखाएंगे।
इस शोध को नासा के न्यू फ्रंटियर्स प्रोग्राम (जिसने ओएसआईआरआईएस-आरईएक्स मिशन को वित्त पोषित किया गया) सहित कई कार्यक्रमों द्वारा वित्त पोषित किया गया था, और नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर और क्रेस्ट II पार्टनरशिप प्रोग्राम में संबंधित वैज्ञानिक अनुसंधान सहयोग परियोजनाओं द्वारा वित्त पोषित किया गया था। सहयोगियों में नासा के गोडार्ड सोलर सिस्टम एक्सप्लोरेशन डिवीजन के वैज्ञानिकों के साथ-साथ रोवन यूनिवर्सिटी, अमेरिकन म्यूजियम ऑफ नेचुरल हिस्ट्री और यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना के लूनर एंड प्लैनेटरी लेबोरेटरी के शोधकर्ता भी शामिल हैं, जिनमें ओएसआईआरआईएस-आरईएक्स के प्रमुख अन्वेषक डांटे एस लॉरेटा भी शामिल हैं।
कुल मिलाकर, "बेन्नू" धूल के नमूनों से जो पता चलता है वह कल्पना से कहीं अधिक "सहिष्णु" ब्रह्मांड है: तारे से बहुत दूर ठंड और विकिरण से भरे अंतरिक्ष में, जीवन के निर्माण खंड भी चुपचाप बन सकते हैं। यह समझ न केवल अलौकिक जीवन की संभावना के बारे में मानव जाति की कल्पना का विस्तार करती है, बल्कि "हम कहाँ से आते हैं?" के मूल प्रश्न में एक नया दृष्टिकोण भी जोड़ती है।