Scheikundige Uwe Meierhenrich van de Franse Universiteit van Nice-Sophia Antipolis onderzocht een biologisch raadsel. Het aardse leven, weten biologen, gebruikt vreemd genoeg alleen linkshandige aminozuren. Ergens vroeg in de evolutie is blijkbaar een keuze gemaakt voor een van de twee varianten en die is consequent doorgevoerd. “Een belangrijke vraag is nu: hoe kwam die keuze tot stand?”, zegt Meierhenrich. Zijn team publiceerde haar ongewone oplossing voor dit chiraliteitsprobleem in het toonaangevende tijdschrift Angewandte Chemie.

Meierhenrich en zijn collega’s onderzochten geen aardse oorzaken van de keuze voor links, maar keken naar de ruimte. In de grote wolk van gas en stof waar het zonnestelsel uit ontstond waren al simpele organische moleculen aanwezig. Zelfs aminozuren, in de links- en rechtshandige variant. In laboratoriumtesten lieten het team zien dat bepaalde straling in de ruimte rechtshandige aminozuren sneller afbreekt dan linkshandige. Het geheim is polarisatie, waardoor het licht zelf een voorkeur voor links- of rechtsom krijgt.

Gedraaid licht

Licht, net als alle andere elektromagnetische straling als radio-, röntgen-, gamma-, infrarood- en ultraviolette straling, bestaat uit golvende velden. De elektrische en magnetische delen van het licht kunnen op verschillende manieren om elkaar heen draaien; in zonlicht of het licht van een gloeilamp komen allerlei polarisaties door elkaar voor, maar het is ook mogelijk licht van één pure polarisatie te maken.

De polarisatie waar Meierheinrich’s team in geïnteresseerd is, heet cirkelpolarisatie. Het elektrische en magnetische veld bewegen dan in een kurketrekker-spiraal door de ruimte. De spiraalbeweging kan links- of rechtsom plaatsvinden. Interstellaire magneetvelden in de melkweg kunnen die richting beïnvloeden door stofdeeltjes tussen de sterren op te laden. Licht dat door dat stof beweegt krijgt een cirkelpolarisatie. Naar schatting heeft 17% van de elektromagnetische straling in de ruimte een cirkelpolarisatie.

Om zijn hypothese te testen maakte Meierheinrich de twee soorten aminozuren na in zijn laboratorium. Met de juiste apparatuur kon hij licht zó een cirkelpolarisatie geven. Tijdens de eerste experimenten in 2000 losten de scheikundigen de zuren op in water. Beschieting met gepolariseerd licht toonde aan wat het team al vermoedde; de straling brak voornamelijk één variant van de aminozuren af en leverde een verschil tussen de twee soorten van 2,5 % op.

Dit jaar bestraalden Meierheinrich en zijn collega’s het aminozuur leucine met links-gepolariseerd licht. Dat leverde een overschot van 2,6 % aan links-geörienteerde moleculen op. Duidelijk bewijs dat de juiste straling één soort aminozuren kan selecteren.

Beide tests gebruikten straling een iets hogere golflengte dan in de ruimte veel voorkomt, maar in de toekomst wil Meierheinrich straling uit een nog te bouwen synchrotron gebruiken om de omstandigheden in de ruimte beter te simuleren. Dé test van zijn hypothese komt in 2014, als de Europese ruimtevaartorganisatie EAS haar ruimtesonde Rosetta laat landen op de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Meierheinrich ontwierp een sensor waarmee Rosetta de oriëntatie van aminozuren op de komeet kan onderzoeken. “Als we linkshandige aminozuren vinden, is dat extra bewijs dat de bouwstenen van eiwitten in de ruimte ontstonden en per komeet naar de aarde kwamen”, blikt hij alvast vooruit.