В космосе найдена содержащая ключевой ингредиент для жизни молекула
Ученые обнаружили самую крупную органическую молекулу, содержащую серу — ключевой ингредиент для жизни — из когда-либо обнаруженных в межзвездном пространстве. Исследователи называют это открытие “недостающим звеном” в понимании учеными космического происхождения химии жизни.
Фото: создано с помощью нейросети GigaChat
Сера — 10-й по распространенности элемент во Вселенной и важнейший компонент аминокислот, белков и ферментов на Земле, отмечает CNN. Но в то время как исследователи ранее находили молекулы, содержащие серу, подобные недавно обнаруженной, в кометах и метеоритах, в межзвездном пространстве — обширной области между звездами, покрытой облаками пыли и газа, — наблюдалось загадочное отсутствие крупных молекул, включая серу.
“Сера попала на Землю из космоса давным-давно, — комментирует Мицунори Араки, ученый из Института внеземной физики имени Макса Планка в Германии и ведущий автор исследования, посвященного этому открытию, которое было опубликовано на прошлой неделе в журнале Nature Astronomy. — Однако мы обнаружили в космосе лишь очень ограниченное количество молекул, содержащих серу, что странно. Она должна существовать в огромных количествах, но ее очень трудно найти”.
Ранее другая группа исследователей предположила, что сера может оказаться редкой в космосе, потому что она заключена в космическом льду и скрывается на виду, а не пропадает без вести, отмечает CNN.
Таким образом, новое обнаружение добавляет важный элемент к этой головоломке. “Это самая крупная молекула, содержащая серу, из когда-либо обнаруженных в космосе, состоящая из 13 атомов, — говорит Араки. — До этого в самой крупной молекуле было всего девять атомов, но это уже был редкий случай, потому что большинство обнаруженных молекул, содержащих серу, состояли всего из трех, четырех или пяти атомов”.
Поиск более крупных молекул важен, добавил он, поскольку это помогает заполнить существующий пробел между простыми химическими веществами, обнаруженными в космосе, и более сложными строительными блоками жизни, которые были обнаружены в кометах и метеоритах.
Молекула, которая также содержит углерод и водород, называется 2,5-циклогексадиен-1-тион и дополняет растущий каталог из более чем 300 молекул, наблюдаемых на данный момент в космосе. Это открытие, по словам Араки, говорит о том, что в будущем может быть обнаружено гораздо больше молекул, содержащих серу, возможно, даже более крупных.
Молекула была обнаружена в молекулярном облаке под названием G+0,693–0,027, расположенном на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли, недалеко от центра нашей галактики.
Молекулярные облака — это холодные и плотные скопления пыли и газа, которые способствуют образованию молекул, поясняет CNN. Они действуют как звездные ясли, поскольку гравитация создает скопления, которые в конечном итоге становятся молодыми звездами.
“Молекулярное облако — это место, где происходит звездообразование”, — рассказывает Валерио Латтанци, также ученый из Института внеземной физики имени Макса Планка и соавтор исследования.
В конечном счете, добавил Латтанци, некоторые из этих облаков приведут к образованию планетных систем, подобных нашей солнечной системе. “Ингредиенты, которые содержатся в молекулярном облаке, будут перенесены на планеты, — сказал ученый. — Мы пытаемся выяснить, какие ингредиенты в конечном итоге сформируют жизнь, пытаемся понять, как от простых молекул мы переходим к жизни, какой мы ее знаем на Земле. И мы пытаемся добавить элементы к этой картине, один за другим”.
Исследователи сначала синтезировали молекулу, применив электрический разряд к веществу под названием тиофенол — неприятно пахнущей жидкости, содержащей серу, углерод и водород. Затем они получили чрезвычайно точный “радиофрагмент” молекулы, который сравнили с существующими данными наблюдений за облаком с помощью телескопов, собранных с помощью радиотелескопов IRAM-30m и Yebes в Испании.
“Из более ранних наблюдений мы видели, что в этом облаке довольно много молекул серы, — подчеркивает Латтанци. — Вот почему оно было очень хорошим объектом для нас. Мы считаем, что одним из возможных источников возникновения жизни на Земле являются столкновения и соударения небольших систем тел, таких как кометы и метеориты, с нашей планетой в прошлом, которые, вероятно, принесли с собой сложные молекулы, в том числе содержащие серу. Именно это мы и пытаемся сделать — соединить эти недостающие звенья на пути к тому, чтобы в конечном итоге сформировать жизнь такой, какой мы ее знаем”.
Кейт Фриман, профессор наук о земле Университета Эвана Пью в Пенсильванском государственном университете, назвала это исследование “захватывающей детективной историей, ставшей возможной благодаря мощным радиотелескопам и действительно хорошей стратегии поиска”.
Известно, что метеориты содержат крупные и сложные соединения серы, указывает Фримен, не принимавшая участия в исследовании, и, вероятно, многие из них были доставлены на Землю, чтобы помочь заложить основы химии жизни.
“Тем не менее мы на самом деле не знали, как эти соединения оказались в метеоритах или планетных телах-предшественниках, — добавила она в электронном письме. — Теперь мы знаем, что есть, по крайней мере, большая вероятность того, что некоторые из них могут быть получены за пределами Солнечной системы, из богатых молекулами областей нашей галактики, подобных области, изученной авторами”.
По словам Сары Рассел, профессора планетарных наук из Музея естественной истории в Лондоне, сера является одним из шести элементов, необходимых для жизни на Земле, и, возможно, была важнейшим ингредиентом самой ранней жизни на Земле, обеспечивая жизненно важным топливом древние микробы.
“Присутствие сложных органических молекул в центре нашего Млечного Пути подразумевает, что биологически важные материалы могут быть повсюду в космосе, — написала Рассел. — Обнаружение таких молекул на таком большом расстоянии от нашей родной планеты также предполагает, что аналогичные процессы могут происходить и в других местах — это делает присутствие жизни на другой планете немного более вероятным”.
“Сера как атом занимает совершенно особое место в периодической таблице Менделеева, — комментирует Райан Фортенберри, доцент кафедры химии и биохимии Университета Миссисипи. — У нее уникальный химический состав, который позволяет молекулам делать гораздо больше, чем позволяют только кислород, азот и углерод. Обнаружение молекул, содержащих серу, помогает нам лучше понять, где могла зародиться жизнь и где она могла бы закончиться”.
Более 50 лет назад было чудом обнаружить какие-либо молекулы в космосе, добавил Фортенберри:
“Обычно считалось, что суровые условия окружающей среды просто разрушат их — сейчас мы находим молекулы с 13 атомами, а некоторые и с несколькими десятками атомов. Молекулы более устойчивы, чем мы предполагали, и телескопы показали нам, что химический состав космоса намного богаче, чем мы могли себе представить. Я вполне ожидаю, что мы найдем аминокислоты в космосе за пределами нашей солнечной системы”.
Свежие комментарии