Строительные блоки жизни могут формироваться задолго до звёзд

Международная группа учёных показала, что глицин — простейшая аминокислота и важный строительный блок жизни — может образовываться в суровых условиях космической химии.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, позволяют предположить, что глицин и, вероятно, другие аминокислоты формируются в плотных межзвёздных облаках задолго до их превращения в новые звёзды и планеты.

Кометы — наиболее первозданный материал в нашей Солнечной системе, отражающий молекулярный состав на момент формирования Солнца и планет. Обнаружение глицина в коме кометы 67P/Чурюмова — Герасименко и в образцах миссии Stardust указывает, что аминокислоты формируются задолго до звёзд. Однако до недавнего времени считалось, что образование глицина требует энергии, что накладывало ограничения на среду его формирования.

В новом исследовании команда астрофизиков и специалистов по астрохимическому моделированию (в основном из Лаборатории астрофизики Лейденской обсерватории, Нидерланды) показала, что глицин может образовываться на поверхности ледяных пылевых зёрен без участия энергии посредством «тёмной химии». Эти выводы противоречат предыдущим исследованиям, предполагавшим необходимость УФ-излучения.

Ключевые моменты исследования:

• «Тёмная химия» — это химические процессы без участия энергетического излучения. В лаборатории смоделировали условия тёмных межзвёздных облаков, где холодные пылевые частицы покрыты тонкими слоями льда и обрабатываются сталкивающимися атомами.
• Учёные сначала получили метиламин — предшественник глицина, обнаруженный в коме кометы 67P.
• С помощью уникальной установки сверхвысокого вакуума с атомными пучками и точными диагностическими инструментами подтвердили, что глицин также может образовываться, и что наличие водяного льда в этом процессе обязательно.
• Астрохимические модели подтвердили экспериментальные результаты и позволили экстраполировать лабораторные данные (масштаб времени — день) на межзвёздные условия (миллионы лет). Расчёты показали, что со временем в космосе могут образовываться небольшие, но существенные количества глицина.

Значение работы:

• Молекулы — строительные блоки жизни — формируются на этапе, предшествующем рождению звёзд и планет.
• Раннее образование глицина означает, что эта аминокислота может формироваться в космосе повсеместно и сохраняться в толще льда до включения в кометы и планетезимали — материал для формирования планет.
• Глицин может служить предшественником для других сложных органических молекул. По тому же механизму к его основе могут добавляться другие функциональные группы, приводя к образованию в тёмных облаках таких аминокислот, как аланин и серин.
• В итоге этот обогащённый органический набор включается в небесные тела (кометы) и доставляется на молодые планеты, как это произошло с Землёй.