Un sucre découvert dans l’espace relance le mystère de nos origines
Des scientifiques ont pour la première fois identifié un véritable sucre dans l'espace interstellaire. Cette découverte pourrait être majeure pour comprendre comment la vie a pu apparaître. La molécule détectée est l'érythrulose, un sucre composé de quatre atomes de carbone.
Elle a été observée dans un nuage moléculaire situé au centre de notre galaxie. L'équipe dirigée par Izaskun Jiménez-Serra, du Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), en Espagne, a publié ses résultats dans la revue spécialisée Nature Astronomy.
Pour parvenir à cette détection, les chercheurs ont utilisé deux radiotélescopes: le télescope de 40 mètres de Yebes, près de Guadalajara, et le radiotélescope de 30 mètres de l'IRAM, installé sur le Pico Veleta dans la Sierra Nevada. Ils ont orienté leurs instruments vers deux nuages moléculaires situés à environ 26 000 années-lumière de la Terre, au centre de la Voie lactée.
Qu'est-ce que l'érythrulose?
L'érythrulose est un sucre simple naturellement présent, qui réagit avec les acides aminés de la couche supérieure de la peau et provoque une coloration brunâtre. On en trouve en petites quantités dans certains fruits et certaines plantes. Cette molécule est également utilisée comme principe actif dans les produits autobronzants.
Avec 14 atomes, l'érythrulose est la plus grande molécule non cyclique jamais identifiée dans l'espace interstellaire. C'est également la première molécule contenant quatre atomes d'oxygène détectée dans ce milieu.
Après une précédente découverte unique, elle est aussi seulement la deuxième molécule chirale jamais observée dans l'espace interstellaire. Les molécules chirales existent sous deux formes qui sont l'image miroir l'une de l'autre, une propriété considérée comme essentielle dans les processus ayant conduit à l'apparition de la vie.
Comment se forme le sucre dans l'espace?
Selon les modèles développés par les scientifiques, l'érythrulose se forme à la surface de grains de poussière interstellaires. Les matières premières seraient deux molécules de sucre plus simples, toutes deux présentes en forte concentration dans le nuage étudié.
Des réactions chimiques impliquant des atomes d'hydrogène produisent d'abord des intermédiaires très réactifs appelés radicaux, qui finissent ensuite par s'assembler pour former de l'érythrulose. Des calculs de chimie quantique et des simulations astrochimiques confirment que ce processus peut se dérouler efficacement dans les conditions extrêmes du milieu interstellaire.
Un élément particulièrement surprenant est que l'érythrulose semble être au moins huit fois plus abondante que des sucres apparentés de plus petite taille. Dans l'espace interstellaire, la règle générale veut pourtant que les petites molécules soient fréquentes et les grandes beaucoup plus rares.
L'érythrulose est une molécule relativement grande, avec ses quatre atomes de carbone. Il existe cependant des sucres plus petits, composés de seulement trois atomes de carbone, qui pourraient être considérés comme ses «petits frères». Selon les modèles habituels, ces derniers devraient être beaucoup plus nombreux. Or c'est l'inverse qui a été observé: les petits sucres n'ont pas été détectés, tandis que l'érythrulose l'a été en quantité notable.
De quoi est composé le sucre?
Tous les sucres sont constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils se distinguent toutefois par la manière dont leurs atomes sont organisés et combinés. L'érythrulose est un sucre simple composé de quatre atomes de carbone, huit atomes d'hydrogène et quatre atomes d'oxygène.
Cette découverte pourrait avoir des conséquences importantes pour la recherche sur l'origine de la vie. Dans un environnement contenant de l'eau, l'érythrulose peut facilement être transformée en d'autres sucres. Ceux-ci constituent, à leur tour, des précurseurs de la ribose, le sucre présent dans l'ARN.
Jusqu'à présent, les chercheurs devaient ajouter ces sucres comme ingrédients de départ dans leurs expériences sur l'apparition de la vie, car leur formation était considérée comme trop inefficace dans les conditions qui régnaient sur la Terre primitive. Des sucres comme la ribose et le glucose ont déjà été retrouvés dans des météorites ainsi que sur l'astéroïde Bennu. La nouvelle découverte suggère que ces molécules pourraient avoir une origine interstellaire, avant même la formation des systèmes planétaires.
Les scientifiques estiment qu'au cours du «grand bombardement tardif», une période astronomique située entre environ 3,8 et 4,1 milliards d'années, marquée par de nombreux impacts d'astéroïdes, entre 500 millions et 50 milliards de kilogrammes d'érythrulose auraient pu atteindre la jeune Terre.
Cette découverte renforce donc l'hypothèse selon laquelle la vie terrestre serait en partie issue de matière organique venue de l'espace. Et il est possible que ce phénomène ne soit pas limité à notre planète, mais qu'il ait également pu se produire ailleurs dans l'Univers. (adapt. tam)