Ученые успешно "вырастили" молекулы органики в космических условиях

Американские астробиологи успешно воссоздали процесс формирования сложных органических молекул из относительно простых неорганических соединений при космических температурах и прочих условиях, что поможет понять, как зародилась жизнь на Земле. "Первые шаги на пути эволюции жизни могли произойти в самых холодных уголках Вселенной. Мы были удивлены тем, что органические молекулы могут "завариваться" на кристаллах космического льда даже при таких низких температурах, которые мы поддерживали в нашей лаборатории", - заявил руководитель группы ученых Мурти Гудипати (Murthy Gudipati) из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (США).

В последние двадцать лет астрономы обнаружили сложные органические соединения в материи астероидов и комет в пределах Солнечной системы и экзотические неорганические вещества - графен, углеродные трубки и фуллерены - в далеких туманностях, где формируются новые звезды. Современные модели формирования Солнечной системы предполагают, что органические вещества появились в пределах узкого "кольца" в окрестностях светила, где была достаточно высокая температура для поддержания химических реакций.

Гудипади и его коллеги хотели выяснить, возможно ли формирование сложных углеводородов и углеводов на окраинах протопланетных дисков, где царят низкие температуры и практически отсутствуют фотоны высокой энергии, запускающих химические реакции в непосредственной близости от новорожденных светил. Для этого астробиологи создали особый реактор, внутри него царила невесомость и сверхнизкая температура - 5 градусов Кельвина, или 268 градусов ниже нуля по шкале Цельсия. В ходе эксперимента ученые облучали частички водного льда и молекулы аммиака, угарного и углекислого газа при помощи "космических лучей" разной природы и силы.

После завершения, исследователи проверяли химический состав отдельных зерен при помощи лазерного спектрометра MALDI. К удивлению Гудипати и его коллег, на поверхности льдинок они обнаружили множество полициклических ароматических углеводородов (ПАУ).

По словам ученых, эти молекулы не были инертными - они активно взаимодействовали между собой, вступая в сложные химические реакции. Часть ПАУ потеряла характерную для них замкнутую структуру и превратилась в другие виды органики. Как считают астробиологи, такие реакции могут в конечном итоге привести к появлению аминокислот и азотистых оснований, составляющих основу белков и ДНК. "Молекулы ПАУ прочны и достаточно инертны по своей природе, и поэтому нас крайне удивило то, что они вступали в реакции при столь низких температурах", - пояснил Гудипати.

Но молекулы полициклических углеводородов пока так и не были обнаружены в космосе. Ученые полагают, что им удалось найти объяснение этого феномена - когда ПАУ попадают на поверхность зерен льда, большая их часть сразу превращается в другую органику, что делает их "невидимыми" для наблюдателей с Земли.

Как считают Гудипати и его коллеги, их открытие расширяет число возможных сценариев зарождения жизни на Земле. Вполне возможно, что весомая часть первичной органики на нашей планете возникла не в окрестностях Солнца, а на окраинах Солнечной системы, и лишь потом попала на Землю.