Pendant près d'un demi-siècle, les astronomes ont cherché délibérément la glycine – l'acide aminé le plus simple, l'un des éléments fondamentaux des protéines – dans le milieu interstellaire. Mais au lieu de la molécule attendue, c'est le méthylcarbamate qui a été détecté dans le nuage moléculaire dense entourant une étoile naissante. Il s'agit de son isomère de structure : un composé avec le même ensemble d'atomes, mais une organisation spatiale différente. C'est comme deux modèles différents assemblés à partir du même jeu de construction – la formule chimique est la même, mais les propriétés et le rôle en chimie prébiotique peuvent différer.

La faible mais caractéristique « empreinte radio » de la molécule a pu être enregistrée grâce au réseau d'antennes millimétriques ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). La spectroscopie radio – une méthode qui permet d'identifier les molécules dans l'espace par leurs raies d'émission uniques à des fréquences spécifiques – a montré que l'abondance du méthylcarbamate dans ce nuage est environ cent fois supérieure à la valeur calculée pour un état d'équilibre chimique stable. En d'autres termes, les molécules ne sont pas simplement présentes, elles s'accumulent beaucoup plus vite qu'elles ne se décomposent, ce qui indique des processus hors équilibre, contrôlés cinétiquement. On dirait que dans ces « pouponnières » cosmiques, les réactions chimiques ne se déroulent pas de manière posée, mais de façon turbulente et dynamique – dans un régime loin de l'équilibre thermodynamique.

Le mécanisme de formation le plus probable du méthylcarbamate est une synthèse en surface sur des particules de poussière cosmique microscopiques recouvertes de manteaux de glace. Sur ces grains froids, de simples fragments carbonés comme le formaldéhyde, l'ammoniac et le méthanol se condensent et réagissent – comme les pièces d'un jeu de construction qui se colleraient au hasard dans l'obscurité du nuage moléculaire. Cette analogie rend bien compte du caractère stochastique des rencontres entre réactifs à la surface, même si en réalité le processus n'est pas seulement guidé par des collisions aléatoires, mais aussi par l'énergétique des interactions intermoléculaires et l'impact des rayons cosmiques.

Désormais, en comparant systématiquement l'abondance observée du méthylcarbamate et d'autres « briques » prébiotiques dans différentes régions de la Galaxie, les astrochimistes pourront reconstituer le chemin évolutif allant des molécules simples aux composés organiques complexes – ces « briques de la vie » qui, dans des conditions favorables, peuvent devenir les précurseurs des biomolécules.