Будівельні блоки життя могли сформуватися раніше зірок

Міжнародна група вчених показала, що гліцин – найпростіша амінокислота і важливий будівельний блок життя – може утворюватися в суворих умовах, які регулюють хімію в космосі.

Їхні результати, опубліковані в Nature Astronomy 16 листопада, дозволяють припустити, що гліцин і, швидше за все, інші амінокислоти утворюються в щільних міжзоряних хмарах задовго до того, як вони трансформуються в нові зірки та планети.

Комети – самий первозданний матеріал у нашій Сонячній системі і відображають молекулярний склад, який існував у той час, коли наше Сонце та планети лише починали сформуватися. Виявлення гліцину в комі комети 67P/Чурюмов-Герасименко та у зразках, повернутих на Землю з місії «Зоряний пил», дозволяє припустити, що амінокислоти, такі як гліцин, утворюються задовго до зірок. Однак, до недавнього часу вважалося, що для утворення гліцину потрібна енергія, що встановлює чіткі обмеження для середовища, в якому він може утворюватися.

У новому дослідженні міжнародна команда астрофізиків та астрохімічних модельєрів, в основному з Лабораторії астрофізики в Лейденській обсерваторії у Нідерландах, показала, що гліцин може утворюватися на поверхні зерен крижаного пилу за відсутності енергії, через «темну хімію». Отримані дані суперечать попереднім дослідженням, які припускали, що для отримання цієї молекули потрібне ультрафіолетове випромінювання.

Доктор Серджо Іопполо з Лондонського університету королеви Мері і провідний автор статті сказав: «Темна хімія відноситься до хімії, яка не потребує енергетичного випромінювання. У лабораторії ми змогли змоделювати умови в темних міжзоряних хмарах, де частинки холодного пилу покриваються тонкими шарами льоду і потім обробляються впливом атомів, викликаючи у прекурсорів фрагментацію та рекомбінацію реактивних проміжних ланок».

Вчені вперше показали, що міг утворюватися метиламін – прекурсор для гліцину, який був виявлений в комі комети 67P. Потім, використовуючи унікальну установку із ультрависоким вакуумом, оснащену низкою ліній для бомбардування атомами і точними діагностичними інструментами, вони змогли підтвердити, що гліцин також може утворюватися, і що наявність водяного льоду має важливе значення у цьому процесі.

Подальші дослідження з використанням астрохімічних моделей підтвердили експериментальні результати і дозволили дослідникам екстраполювати дані, отримані за типовою лабораторною часовою шкалою, що становила лише одну добу, до міжзоряних умов, продовжуючи час до мільйонів років. «З цього слідує, що в космосі з пливом часу можуть утворюватися низькі, але помітні кількості гліцину», - сказала професор Херма Куппен з Університету Радбуда в Неймегені, яка відповідала за деякі з моделюючих досліджень у цій роботі.

«Важливим висновком цієї роботи є те, що молекули, які вважаються будівельними блоками життя, утворюються вже на стадії, яка знаходиться задовго до початку формування зірок і планет», - сказав Гарольд Ліннартц, директор лабораторії астрофізики в Лейденській обсерваторії. «Таке раннє утворення гліцину в процесі еволюції зореутворюючих областей означає, що ця амінокислота може утворюватися більш повсюдно в космосі і зберігається в основній частині льоду перед включенням у комети і планетезималі, які складаються з матеріалу, з якого в кінцевому рахунку робляться планети.»

«Після утворення, гліцин може також стати прекурсором інших складних органічних молекул», - підсумував доктор Йопполо. «Слідуючи тому ж механізму, в принципі, до основи гліцину можуть бути додані інші функціональні групи, що призводить до утворення інших амінокислот, таких як аланін і серин, у темних хмарах у космосі. Зрештою, цей збагачений органічний молекулярний запас включається у небесні тіла, такі як комети, і доставляється на молоді планети, як це сталося з нашою Землею та багатьма іншими планетами.»

Читайте ще цікаві новини про космос.