Жизнь в космосе? Эти молекулы могут быть первым шагом к пониманию её происхождения

С помощью Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой антенны (ALMA), группа ученых под руководством Абубакара Фадула из Института астрономии Общества Макса Планка (MPIA) сделала сенсационное открытие: 17 сложных органических молекул (СОМ) были обнаружены в газопылевом диске, окружающем молодую аккрецирующую протозвезду V883 Orionis.

Это исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, ставит под сомнение старые теории о происхождении сложных молекул и открывает новые горизонты в понимании происхождения жизни.

Этиленгликоль и гликолонитрил: строительные блоки жизни

Среди обнаруженных молекул — этиленгликоль, соединение, родственное антифризу, и гликолонитрил, предшественник аминокислот, таких как глицин и аланин. Также был найден аденин, одно из азотистых оснований ДНК.

Эти молекулы являются важными строительными блоками для жизни, и их присутствие в газопылевом диске подтверждает гипотезу о том, что сложные органические молекулы могут существовать в межзвёздных облаках задолго до рождения звёзд и планет.

Как поясняет Камбер Шварц, соавтор исследования и научный сотрудник MPIA, "полученные результаты показывают, что протопланетные диски могут наследовать сложные молекулы из более ранних фаз и продолжать их формирование на стадии диска". Это открытие значительно изменяет наш взгляд на процесс звездообразования и молекулярную эволюцию в космосе.

Пребиотическая химия: не только на Земле

До сих пор астрономы обнаруживали в космосе простые органические молекулы, такие как метанол, в газах и пыли, предшествующих звездообразованию.

Однако обнаружение более сложных молекул, таких как те, что были найдены в диске V883 Orionis, указывает на то, что пребиотическая химия продолжает развиваться даже в активных протопланетных дисках. Эти молекулы, сформировавшиеся в условиях космоса, могут стать частью формирования планетных систем, где они могут быть интегрированы в кометы и астероиды, а позже — на пригодные для жизни планеты.

Фадул также отмечает, что "обилие и сложность этих молекул увеличиваются от областей звездообразования к зрелым планетным системам". Это говорит о широком распространении пребиотической химии по всему космосу, где молекулы жизни могут ожидать подходящих условий для формирования и дальнейшего развития.

Роль льда в сохранении молекул

Один из ключевых аспектов открытия связан с ролью льда в сохранении органических молекул. Химические реакции, приводящие к образованию таких молекул, происходят при низких температурах, когда молекулы на частицах пыли покрываются льдом. Эти молекулы остаются скрытыми до тех пор, пока высокое излучение, например, от растущей звезды, не нагревает их и не высвобождает в газообразную форму.

В случае с V883 Orionis, мощные всплески излучения, вызванные аккрецией вещества на центральную звезду, растопили лёд в удалённых частях диска, что позволило обнаружить молекулы с помощью ALMA.

Новые перспективы в палеонтологии и астрохимии

Сравнение химических процессов, происходящих в космосе, и на Земле, также помогает лучше понять развитие молекул, которые могли бы стать основой для жизни. Это открытие ставит под сомнение теорию "химической перезагрузки", которая утверждала, что сложные молекулы разрушались в фазе звездообразования и вновь образовывались в протопланетных дисках.

Наоборот, данные исследования подтверждают наличие непрерывной химической эволюции от молекулярных облаков к планетным системам.

Интересным дополнением к открытию является недавно сделанное замечание о возможном образовании этиленгликоля из этаноламина при ультрафиолетовом облучении. Это подтверждает, что такие молекулы могут появляться на разных этапах молекулярной эволюции, начиная с космических облаков и заканчивая планетными системами.
Неоткрытые молекулы и дальнейшие исследования

Несмотря на захватывающие результаты, некоторые вопросы остаются открытыми.

"Мы всё ещё не расшифровали все сигналы в наших спектрах", — признаёт Камбер Шварц.

Будущие наблюдения с более высоким разрешением, возможно, позволят выявить ещё более сложные молекулы и расширить наши знания о химии космоса.