Откуда взялись ингредиенты для жизни на Земле? Команда астрономов обнаружила важное новое звено: наблюдение основных "пребиотических" молекул вокруг все еще формирующейся звезды.
Одним из многих отличительных факторов, отделяющих жизнь от не-жизни, является способность жизни использовать различные молекулярные инструменты для хранения, транспортировки и высвобождения энергии. Клетки вашего тела-это настоящая химическая цивилизация в миниатюре, с ДНК и РНК, делающими выстрелы, белками, работающими взад и вперед, чтобы сделать тяжелую работу, и липидными решетками, чтобы сохранить все в целости. Все эти сложные молекулы основаны на нескольких предшественниках, известных как пребиотики. Мы не совсем уверены, насколько сложная жизнь возникла на Земле (или могла возникнуть где-то еще во Вселенной), но кажется очевидным, что если вы хотите перейти от неживого к определенно живому, вы должны пройти несколько этапов сложности, связанных с этими молекулами-предшественниками.
Например, метилизоцианат (CH3NCO) и гликолонитрил (HOCH2CN) являются изомерами друг друга - они имеют одни и те же основные элементы, но эти элементы расположены по-разному в пространстве. Оба они по отдельности крайне опасны для здоровья человека. Метилизоцианат едок и раздражает, а гликолонитрил быстро разлагается на формальдегид и цианистый водород.
Хотя эти две молекулы сами по себе не столь дружелюбны, они играют ключевую роль на этапах достижения жизни. Они участвуют в образовании пептидных структур (пептиды со временем сливаются, образуя белки) и аденина, который является одной из четырех основ генетического кода нашей ДНК.
Почему так много говорят о метилизоцианате и гликолонитриле? Потому что астрономы только что нашли доказательства того, что эти две пребиотические молекулы находятся в глубоком космосе, согласно исследовательской статье, недавно появившейся в препринте журнала arXiv, который был принят к публикации в журнале Astronomy and Astrophysics.
Астрономы обнаружили этих предзверей в Serpens SMM1-a и IRAS 16293B, астрономических обозначениях двух протозвезд.
Протозвезды, как следует из названия, еще не совсем звезды. Они все еще формируются, разрушаясь из облаков газа и пыли, но они еще не достигли плотности и температуры, необходимых для начала ядерного синтеза. Наблюдение за протозвездами важно для понимания того, как развивается жизнь во Вселенной, потому что именно из этого прото-супа в конечном итоге возникают планеты, и в значительной степени они рождаются с тем, что они получили от ранней протозвездной системы. Итак, если мы хотим найти истоки жизни, мы должны заглянуть внутрь звездных королев, как эти двое.
Для идентификации молекул астрономы использовали метод, называемый спектроскопией. Протозвезды на этой стадии-просто скопления более плотной, чем обычно, пыли. Они не такие горячие и яркие, что затрудняет их наблюдение, если у вас за спиной нет самого мощного радиотелескопа в мире.
Что и сделали астрономы.
Используя Большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Атакама (Alma) в Чили, астрономы тщательно изучили свет, исходящий от протозвезд. В этом свете был скрыт тонкий намек на всевозможные элементы и молекулы, каждая из которых дает свой отпечаток длины волны. Сопоставив отпечатки пальцев с известными выбросами различных элементов, астрономы смогли найти пребиотики. Итак, фантастика: в молодой, все еще формирующейся системе было обнаружено больше ингредиентов для жизни. Это означает, что если в этих системах развиваются планеты, и на этих планетах есть подходящие условия, то у жизни есть по крайней мере два основных инструмента, в которых она нуждается.
Так как же там оказались пребиотики? Метилизоцианат и гликолонитрил не просто беспорядочно летают по Вселенной, надеясь на шанс стать частью звездной системы. Исследования межзвездных газовых облаков не обнаружили этих пребиотических молекул, а это означает, что протозвездные системы должны были каким-то образом подготовить эти молекулы сами.
Астрономы считают, что в случае с SMM1-a в недавнем прошлом он переживал период относительного затишья, когда ледяная пыль могла окружить звезду, которая вскоре станет звездой, не тая, но и не блокируя. Это позволяло протекать химическим реакциям, когда различные элементы менялись местами в интересных молекулярных комбинациях. Мы пока не знаем, являются ли процессы, которые привели к образованию этих пребиотиков вокруг протозвезд, широко распространенными по всей галактике или уникальными для этих систем. Дальнейшие исследования помогут определить этот ответ, который является лишь одним из многих ответов, необходимых для понимания того, насколько распространена жизнь во Вселенной.
Напомним, что ранее сообщалось, что была найдена система из четырех звезд.
