Сложные углеродные молекулы в межзвездном пространстве: ключ к разгадке происхождения жизни?

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) сделали захватывающее открытие: они обнаружили сложные углеродные молекулы в далеком межзвездном облаке газа и пыли. Это открытие, опубликованное в журнале Science, не просто добавляет еще одну молекулу в список известных межзвездных соединений, но и проливает свет на происхождение жизни на Земле.

Обнаруженная молекула называется пирен – полициклический ароматический углеводород (ПАУ). ПАУ, состоящие из колец атомов углерода, являются основой жизни на Земле и давно считаются распространенными в межзвездной среде. Их присутствие играет важную роль в теориях о возникновении жизни на нашей планете.

Ранее ученые регистрировали признаки наличия крупных ПАУ в космосе, анализируя видимый и инфракрасный свет. Однако до сих пор не было известно, какие именно ПАУ присутствуют в межзвездном пространстве. Пирен, содержащий 26 атомов, стал самым крупным из обнаруженных ПАУ, хотя он считается относительно “малым” и простым.

молекулы
Инфракрасное изображение молекулярного облака Розетта в Тельце.

Долгое время считалось, что такие сложные молекулы не могут выжить в суровых условиях звездообразования, где все пронизано излучением новорожденных звезд. Предполагалось, что излучение разрушает сложные молекулы, и даже существование молекул, состоящих более чем из двух атомов, в космосе ставилось под сомнение. Однако, как показали исследования, пирен, однажды образовавшись, очень устойчив к разрушению.

В прошлом году ученые обнаружили большое количество пирена в образцах, доставленных с астероида Рюгу. Они предположили, что часть этого пирена могла произойти из холодного межзвездного облака, существовавшего еще до образования Солнечной системы. Возник вопрос: можно ли найти пирен в других холодных межзвездных облаках?

Проблема заключалась в том, что пирен невидим для радиотелескопов, которые являются основным инструментом для изучения межзвездной среды. Поэтому ученые использовали “маркер” – молекулу 1-цианопирен, которая образуется при взаимодействии пирена с цианидом, распространенным в космосе. 1-цианопирен, в отличие от пирена, можно обнаружить с помощью радиотелескопов, поскольку его молекулы действуют как крошечные радиопередатчики.

молекулы
Молекула пирена, состоящая из атомов углерода (черный) и атомов водорода (белый).

Исследователи использовали радиотелескоп Грин-Бэнк в Западной Вирджинии для наблюдения за молекулярным облаком Тельца (TMC-1). Зная соотношение 1-цианопирена и пирена, ученые смогли оценить количество пирена в этом облаке. Результаты оказались впечатляющими: количество пирена в TMC-1 значительно. Это открытие предполагает, что пирен широко распространен в холодных, темных молекулярных облаках, из которых впоследствии образуются звезды и планетные системы.

Обнаружение пирена в межзвездном пространстве имеет важное значение для понимания происхождения жизни на Земле. Ученые постепенно собирают картину эволюции жизни, и эта картина указывает на то, что жизнь, или, по крайней мере, сложные органические, пребиологические молекулы, необходимые для ее возникновения, пришли из космоса.

молекулы
Широкоугольное изображение части молекулярного облака Тельца на расстоянии ~450 световых лет от Земли. Относительная близость делает его идеальным местом для изучения формирования звезд. Множество темных облаков затемняющей пыли отчетливо видны на фоне звезд.

Тот факт, что пирен выживает в суровых условиях звездообразования, подтверждает эту теорию. Простая жизнь, состоящая из одной клетки, появилась в летописи окаменелостей Земли почти сразу (по геологическим и астрономическим меркам) после того, как поверхность планеты остыла достаточно, чтобы сложные молекулы не испарялись. Это произошло более 3,7 миллиарда лет назад в истории Земли, насчитывающей около 4,5 миллиарда лет.

Для того чтобы простые организмы так быстро появились в палеонтологической летописи, химии просто не хватило времени, чтобы начать с простых молекул из двух-трех атомов. Новое открытие 1-цианопирена в молекулярном облаке Тельца показывает, что сложные молекулы действительно могли пережить суровые условия формирования нашей Солнечной системы. В результате, пирен был доступен для формирования основы углеродной жизни, когда она возникла на ранней Земле около 3,7 миллиардов лет назад.

Это открытие также связано с другим важным открытием последнего десятилетия – первым обнаружением хиральной молекулы (оксида пропилена) в межзвездной среде. Хиральные молекулы необходимы для эволюции простых форм жизни на поверхности ранней Земли.

Таким образом, теории о том, что молекулы для ранней жизни на Земле пришли из космоса, получают все больше подтверждений.

Читайте также: “Затерянный мир” ранних предков обнаружен в ископаемых молекулах возрастом в миллиард лет

этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
Нурарихён: могущественный демон таинственного происхождения
Нурарихён: могущественный демон таинственного происхождения
Карл Саган: звезда науки, озарившая космос
Карл Саган: звезда науки, озарившая космос
Средневековые пояса верности: история одного мифа
Средневековые пояса верности: история одного мифа
Почему планеты круглые? Вся правда о космических формах
Почему планеты круглые? Вся правда о космических формах
Предупреждение Стивена Хокинга о контакте с инопланетянами – интеллектуальная ловушка
Предупреждение Стивена Хокинга о контакте с инопланетянами – интеллектуальная ловушка
previous arrow
next arrow

Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.

Поделиться

Добавить комментарий