Строительные блоки жизни могли сформироваться раньше звезд

Международная группа ученых показала, что глицин – наипростейшая аминокислота и важный строительный блок жизни – может образовываться в суровых условиях, регулирующих химию в космосе.

Их результаты, опубликованные в Nature Astronomy 16 ноября, позволяют предположить, что глицин и, скорее всего, другие аминокислоты образуются в плотных межзвездных облаках задолго до того, как они трансформируются в новые звезды и планеты.

Кометы – самый первозданный материал в нашей Солнечной системе и отражают молекулярный состав, который существовал в то время, когда наше Солнце и планеты только начинали сформироваться. Выявление глицина в коме кометы 67P/Чурюмов-Герасименко и в образцах, возвращенных на Землю из миссии «Звездная пыль», позволяет предположить, что аминокислоты, такие как глицин, образуются задолго до звезд. Однако, до недавнего времени считалось, что для образования глицина нужна энергия, что устанавливает четкие ограничения для среды, в которой он может образовываться.

В новом исследовании международная команда астрофизиков и астрохимичных модельеров, в основном из Лаборатории астрофизики в Лейденской обсерватории в Нидерландах, показала, что глицин может образовываться на поверхности зерен ледяной пыли при отсутствии энергии, через «темную химию». Полученные данные противоречат предыдущим исследованиям, которые предполагали, что для получения этой молекулы нужно ультрафиолетовое излучение.

Доктор Серджо Иопполо из Лондонского университета королевы Мэри и ведущий автор статьи сказал: «Темная химия относится к химии, которая не требует энергетического излучения. В лаборатории мы смогли смоделировать условия в темных межзвездных облаках, где частицы холодной пыли покрываются тонкими слоями льда и затем обрабатываются воздействием атомов, вызывая у прекурсоров фрагментацию и рекомбинацию реактивных промежуточных звеньев».

Ученые впервые показали, что мог образовываться метиламин – прекурсор для глицина, который был обнаружен в коме кометы 67P. Затем, используя уникальную установку с ультравысокой вакуумом, оснащенную рядом линий для бомбардировки атомами и точными диагностическими инструментами, они смогли подтвердить, что глицин также может образовываться, и наличие водяного льда имеет важное значение в этом процессе.

Дальнейшие исследования с использованием астрохимических моделей подтвердили экспериментальные результаты и позволили исследователям экстраполировать данные, полученные с типичной лабораторной временной шкалой, составлявшей всего одни сутки, до межзвездных условий, продлевая время до миллионов лет. «Из этого следует, что в космосе с течением времени могут образовываться низкие, но заметные количества глицина», - сказала профессор Херма Куппен из Университета Радбуда в Неймегене, которая отвечала за некоторые из моделирующих исследований в этой работе.

«Важным выводом этой работы является то, что молекулы, которые считаются строительными блоками жизни, образуются уже на стадии, которая находится задолго до начала формирования звезд и планет», - сказал Гарольд Линнартц, директор лаборатории астрофизики в Лейденской обсерватории. «Такое раннее образование глицина в процессе эволюции звездообразующих областей означает, что эта аминокислота может образовываться более повсеместно в космосе и хранится в основной части льда перед включением в кометы и планетезимали, которые состоят из материала, из которого в конечном счете делаются планеты.»

«После образования, глицин может также стать прекурсором других сложных органических молекул», - подытожил доктор Йопполо. «Следуя тому же механизму, в принципе, к основанию глицина могут быть добавлены другие функциональные группы, что приводит к образованию других аминокислот, таких как аланин и серин, в темных облаках в космосе. В конце концов, это обогащенный органический молекулярный запас включается в небесные тела, такие как кометы, и доставляется на молодые планеты, как это произошло с нашей Землей и многими другими планетами.»

Читайте еще интересные новости о космосе.