Uma pesquisa recente sobre o meteorito Winchcombe descobriu moléculas orgânicas extraterrestres imaculadas, incluindo aminoácidos e nucleobases, através de análise avançada de microscopia eletrônica. Estas descobertas, indicando contribuições potenciais para o desenvolvimento da vida na Terra, marcam um avanço significativo na nossa compreensão da formação do sistema solar e do papel dos meteoritos carbonáceos no fornecimento de compostos orgânicos à Terra primitiva.
Da vasta extensão do espaço interestelar ao minúsculo reino dos átomos: os investigadores utilizam microscópios avançados para descobrir as impressões digitais químicas e moleculares do início do sistema solar dentro do meteorito ‘Winchcombe’ recentemente recuperado.
Os meteoritos representam os blocos de construção do sistema solar, fornecendo informações importantes sobre os ingredientes a partir dos quais os planetas, incluindo o nosso, são formados. A pesquisa conduzida por instituições colaboradoras, incluindo a Universidade de Leeds, conseguiu exatamente isso.
Um grupo raro de meteoritos, chamados “meteoritos carbonáceos”, são ricos em substâncias químicas espécies como carbono e nitrogênio, e provavelmente desempenharam um papel crítico no fornecimento de água e moléculas orgânicas à Terra primitiva.
Winchcombe é um meteorito carbonáceo cuja queda foi amplamente observada no Reino Unido em fevereiro de 2021, com as primeiras amostras coletadas apenas cerca de 12 horas após o pouso. Assim, oferece aos cientistas a oportunidade de investigar a composição da matéria orgânica no início do sistema solar sem os graves efeitos de alteração terrestre que normalmente comprometem as investigações de meteoritos.
Análise e descobertas em nanoescala
Uma equipe de pesquisa multidisciplinar incluindo cientistas das Universidades de Leeds, Manchester e York, em colaboração com colegas do Museu de História Natural de Londres, Fonte de luz diamanteo Instituto Max Planck de Química em Mainz, e liderado pelo Universidade de Munster na Alemanha, forneceu a primeira análise aprofundada da matéria orgânica dentro do meteorito Winchcombe no nanoescala.
Eles foram capazes de correlacionar de forma única dados de radiação síncrotron com informações espectroscópicas complementares de ultra-alta resolução sobre a natureza dos grupos químicos funcionais presentes na matéria orgânica, usando um dos microscópios eletrônicos mais poderosos do mundo no SuperSTEM Facility, em Daresbury. , Cheshire.
Esta ilustração mostra esquematicamente como uma fatia extremamente fina do meteorito, visando uma região de interesse rica em produtos químicos contendo carbono, pode ser extraída com muita precisão para exame posterior, seja sob um feixe de raios X (na Diamond Light Source), ou em o microscópio eletrônico (no SuperSTEM). Crédito: DM Kepaptsoglou, SuperSTEM
Isso permitiu a impressionante detecção in-situ de moléculas biorrelevantes contendo nitrogênio, incluindo aminoácidos e nucleobases que são componentes fundamentais das proteínas maiores e complexas usadas na biologia.
A investigação mostra que Winchcombe ainda contém moléculas orgânicas extraterrestres imaculadas que, tentadoramente, podem ter sido cruciais para o advento da vida na Terra primitiva.
As descobertas foram publicadas na revista Comunicações da Natureza.
Quentin Ramasse, professor de microscopia eletrônica avançada na Escola de Engenharia Química e de Processos de Leeds, que liderou a equipe de microscopia eletrônica no Laboratório SuperSTEM, disse: “Este trabalho demonstra que os recentes avanços na instrumentação de microscopia eletrônica, incluindo fontes de elétrons monocromáticas de alta resolução de energia e novos designs de detectores altamente sensíveis permitem a análise de matéria orgânica extraterrestre com resolução e eficiência sem precedentes.
“Isso abre novos caminhos de pesquisa sobre esses materiais no futuro, usando instrumentação de microscopia eletrônica compacta e de fácil acesso, além da radiação síncrotron.”
Técnicas de ponta e implicações futuras
Christian Vollmer, pesquisador sênior da Universidade de Münster que liderou a pesquisa, disse: “A identificação de moléculas bio-relevantes, como aminoácidos e nucleobases em Winchcombe, sem usar nenhum método de extração química, é extremamente emocionante, especialmente porque pudemos destacar variações espaciais em sua concentração local em nanoescala.
“Isto sugere que a nossa abordagem torna possível mapear a química funcional em meteoritos, mesmo que os tamanhos dos domínios orgânicos sejam extremamente pequenos e a abundância dos compostos químicos muito baixa.”
Os pesquisadores usaram o Laboratório SuperSTEM, o Centro Nacional de Pesquisa para Microscopia Eletrônica Avançada do Reino Unido, apoiado pelo Conselho de Engenharia e Pesquisa Física (EPSRC). A instalação abriga algumas das instalações mais avançadas do mundo para a investigação da estrutura atômica da matéria e é operada com o apoio de um consórcio acadêmico liderado pela Universidade de Leeds (incluindo também as Universidades de Manchester e York, que estiveram envolvidas em este projeto, bem como Oxford, Glasgow e Liverpool).
Uma fatia extremamente fina do meteorito, visando uma região de interesse rica em produtos químicos contendo carbono, pode ser extraída com muita precisão para exame posterior, seja sob um feixe de raios X (na Diamond Light Source) ou no microscópio eletrônico (na SuperSTEM).
Ashley King, pesquisadora do Museu de História Natural, onde o meteorito Winchcombe é curado, disse: “Nossas observações demonstram que Winchcombe representa uma adição importante à coleção de meteoritos carbonáceos, com sua composição imaculada permitindo novos avanços em nossa compreensão de moléculas orgânicas no início do sistema solar.”
Referência: “Química funcional de alta resolução espacial de compostos de nitrogênio na queda de meteorito observada no Reino Unido Winchcombe” por Christian Vollmer, Demie Kepaptsoglou, Jan Leitner, Aleksander B. Mosberg, Khalil El Hajraoui, Ashley J. King, Charlotte L. Bays, Paul F. Schofield, Tohru Araki e Quentin M. Ramasse, 26 de janeiro de 2024, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-024-45064-x
As instalações de microscopia eletrônica foram financiadas pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas.
