Un groupe international d'astronomes dirigé par Izaskun Jiménez-Serra du Centre d'Astrobiologie d'Espagne (CAB) a annoncé une découverte sans précédent : du vrai sucre – l'érythrulose, une cétose à quatre carbones connue des Terriens comme composant des framboises et des produits cosmétiques de bronzage – a été détecté pour la première fois dans l'espace interstellaire. La découverte est publiée dans la revue "Nature Astronomy" et est disponible en prépublication sur arXiv.org sous le numéro 2606.03313.
Les astronomes ont dirigé deux radiotélescopes – le télescope de 40 mètres de l'Observatoire de Yebes (Espagne) et le télescope IRAM de 30 mètres (observatoire international) – vers le nuage moléculaire G+0.693-0.027, situé dans la Zone Moléculaire Centrale de notre Galaxie à environ 26,7 mille années-lumière du Soleil. Les observations ont été menées de mars 2021 à avril 2024 et couvraient plus de 91 GHz dans les bandes de 7 mm, 3 mm et 2 mm. L'équipe a détecté 12 raies spectrales correspondant exactement au spectre de laboratoire de l'érythrulose mesuré à l'Université du Pays Basque. La fiabilité de la découverte est confirmée par une faible probabilité de coïncidence fortuite (seulement 0,2 %).
Cela peut sembler un fait amusant, mais est-ce important ? Oui, et voici pourquoi. Les sucres sont des biomolécules fondamentales nécessaires à la vie. Ils servent de source d'énergie, font partie de l'ADN et de l'ARN, et participent aux processus métaboliques. La question de savoir comment les sucres les plus simples sont arrivés sur la Terre primitive reste l'une des questions centrales dans l'étude de l'origine de la vie.
Auparavant, le ribose, le glucose et d'autres monosaccharides avaient été découverts dans des météorites et des astéroïdes (y compris le sol de l'astéroïde Bennu), suggérant une possible origine exogène. Cependant, aucun vrai sucre n'avait encore été trouvé dans l'espace interstellaire. Le seul composé apparenté connu était le glycolaldéhyde – une diose la plus simple, classée parmi les hydroxyaldéhydes et non parmi les vrais saccharides.
Le modèle classique de formation des molécules complexes dans l'espace suppose une croissance progressive : d'abord une molécule d'un atome de carbone se forme, puis de deux, puis de trois – et ainsi de suite. Mais avec l'érythrulose, les choses se sont avérées différentes. Les chercheurs, y compris Jiménez-Serra, ont proposé une explication inattendue : l'érythrulose ne se forme pas progressivement, mais par la combinaison de deux fragments à deux carbones – des molécules de glycolaldéhyde et d'éthylène glycol – directement sur la surface glacée des grains de poussière cosmique. Ces molécules entrent en collision, s'agglutinent sous l'effet du rayonnement cosmique, et une cétose à quatre carbones naît.
Des calculs de chimie quantique et des simulations d'astrochimie informatique ont confirmé que ce mécanisme fonctionne à des températures d'environ 20 à 30 K (soit environ moins 250 degrés Celsius), typiques des grains de poussière glacés au centre de la Galaxie – la région où la découverte a été faite.
L'érythrulose s'est avérée au moins 8 à 17 fois plus abondante que les sucres à trois carbones comme le glycéraldéhyde et le dihydroxyacétone, qui n'ont pas du tout été détectés dans le nuage G+0.693-0.027. Elle possède plusieurs propriétés uniques :
- Le premier sucre découvert dans l'espace interstellaire
- La deuxième molécule chirale dans l'espace interstellaire (avec une structure asymétrique, comme une main gauche et une main droite)
- La plus grande molécule acyclique (non cyclique) de 14 atomes identifiée dans l'espace interstellaire.
La découverte bouleverse notre compréhension de la façon dont la vie a pu apparaître. Les cétoses comme l'érythrulose se transforment facilement en milieu aqueux en aldoses – en particulier en thréose, qui est un type de pentose simple (sucre à cinq carbones). La thréose, à son tour, est considérée comme un précurseur possible de l'ARN – la molécule qui, selon de nombreux scientifiques, a été le premier matériel génétique de la vie sur Terre.
Les chercheurs suggèrent le scénario suivant : les sucres se sont formés dans notre nébuleuse protosolaire (le nuage de gaz et de poussière à partir duquel le Soleil et les planètes se sont formés), puis ont été incorporés dans des corps mineurs – comètes et astéroïdes – et ont été apportés sur la jeune Terre par la bombardement météoritique. Selon les estimations, lors du Bombardement Intense Tardif (il y a environ 4,1 à 3,8 milliards d'années), entre 0,5 et 50 millions de tonnes de ce sucre auraient pu tomber à la surface de notre planète. Ces quantités massives de matière organique auraient pu contribuer à la formation de « bouillons prébiotiques » – des bains chimiques dans lesquels les premières molécules de la vie ont émergé.
La découverte de l'érythrulose ouvre un nouveau front en astrochimie et en astrobiologie. Les scientifiques rechercheront désormais activement d'autres sucres dans les nuages interstellaires et les disques protoplanétaires – en particulier le ribose et le désoxyribose, qui constituent la base de l'ADN et de l'ARN modernes. Cette recherche pourrait montrer à quel point les processus de formation des biomolécules clés dans l'espace sont universels.
La découverte confirme également que les molécules prébiotiques complexes non seulement naissent, mais survivent également dans les conditions extrêmes de l'espace interstellaire – dans un gaz froid et raréfié, sous le bombardement des rayons cosmiques. Cela signifie que de telles molécules pourraient être répandues partout dans notre Galaxie et au-delà. Et cela, à son tour, élargit considérablement notre perception du nombre de mondes dans l'Univers où une vie similaire à la vie terrestre pourrait apparaître.
