دانشمندان دانشگاه هاوایی در مانوا موفق به تولید مولکولی شدند که شیمیدانان بیش از یک قرن درباره آن سخن گفتهاند، اما تاکنون مشاهده نشده بود: متانتترول (Methanetetrol). این مولکول با فرمول شیمیایی C(OH)₄ که بهعنوان “سوپر الکل” شناخته میشود، ساختاری منحصربهفرد دارد؛ چرا که چهار گروه هیدروکسیل (OH) به یک اتم کربن متصل هستند. در شرایط معمول زمینی، این ترکیب بهسرعت تجزیه میشود و به همین دلیل تاکنون امکان مشاهده آن فراهم نشده بود.
برای دستیابی به این مولکول، پژوهشگران شرایط افراطی موجود در اعماق ابرهای میانستارهای (محل شکلگیری ستارگان و سیارات) را بازسازی کردند. آزمایشها در دمای بسیار پایین 5 تا 10 کلوین (تنها چند درجه بالاتر از صفر مطلق) و فشار کمتر از 10⁻¹⁰ تور (نزدیک به خلأ کامل) انجام شد. همچنین نمونهها در معرض تابش پرانرژی قرار گرفتند تا الکترونهای ثانویه ناشی از برخورد پرتوهای کیهانی با ذرات یخ در فضا شبیهسازی شود؛ یکی از معدود منابع انرژی که قادر به نفوذ به درون این ابرهاست.
پژوهشگران از یخهای مدلسازیشده متشکل از آب و دیاکسید کربن استفاده کردند و آنها را با نور فرابنفش خلأ تولیدشده توسط سینکروترون تاباندند. این نور، همراه با روش آشکارسازی حساس موسوم به یونش نوری (Photoionization)، امکان شناسایی مقادیر بسیار اندک متانتترول را فراهم کرد. در مسیر واکنش، دو مولکول واسطه مهم نیز شناسایی شدند: اسید کربنیک (HOCOOH) و متانتریول، که اخیراً در مطالعات دیگر گزارش شده بود. این یافتهها مسیر واکنش منتهی به تشکیل متانتترول را تأیید کردند.
به گفته پروفسور رالف آی. کایزر از گروه شیمی دانشگاه هاوایی، «این پژوهش که با همکاری دانشمندانی از دانشگاههای میسیسیپی، سامارا و شانگهای انجام شده، مرزهای دانش ما درباره شیمی فضای میانستارهای را گسترش میدهد.» مدلهای رایانهای نیز نتایج آزمایشگاهی را تأیید کردهاند و نشان میدهند که در صورت فراوانی اسید کربنیک در فضا، احتمال وجود متانتترول نیز وجود دارد و ممکن است توسط تلسکوپها شناسایی شود.
بیثباتی متانتترول در زمین مانع از حضور طبیعی آن در شرایط معمول میشود، اما در نواحی سرد و کمفشار فضا، این مولکول میتواند بهاندازه کافی پایدار بماند تا در تشکیل ترکیبات آلی پیچیدهتر نقش ایفا کند. چنین مولکولهایی در زنجیره فرایندهایی که به پیدایش حیات منتهی میشوند، اهمیت دارند. گام بعدی این گروه تحقیقاتی بررسی نحوه تعامل متانتترول با سایر مولکولها در شرایط مشابه فضایی است. این مطالعات میتواند به درک بهتر مسیرهای شیمیایی منتهی به ساختارهای بزرگتر و پیچیدهتر—پیشسازهای شیمیایی حیات—کمک کند. این کشف همچنین هدف جدیدی برای اخترشناسان فراهم میآورد تا در مطالعات شیمی ابرهای میانستارهای به دنبال آن باشند.