|
Сложные молекулы углерода в межзвездном пространстве
|
|
|
|
Команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) в США обнаружила крупные молекулы, содержащие углерод, в далеком межзвездном облаке газа и пыли. Это интересно для тех из нас, кто ведет списки известных межзвездных молекул в надежде понять, как возникла жизнь во Вселенной.
|
|
|
|
Но это нечто большее, чем просто еще одна молекула для коллекции. Результаты, опубликованные сегодня в журнале Science, показывают, что сложные органические молекулы (с углеродом и водородом), вероятно, существовали в холодном темном газовом облаке, которое дало начало нашей Солнечной системе.
|
|
|
|
Более того, молекулы удерживались вместе до образования Земли. Это важно для нашего понимания раннего происхождения жизни на нашей планете.
|
|
Их трудно уничтожить, их трудно обнаружить
|
|
|
|
Молекула, о которой идет речь, называется пирен, полициклический ароматический углеводород, или сокращенно PAH. Сложное по звучанию название говорит нам о том, что эти молекулы состоят из колец атомов углерода.
|
|
|
|
|
|
|
Химический состав углерода является основой жизни на Земле. Давно известно, что PAH в изобилии присутствуют в межзвездной среде, поэтому они занимают видное место в теориях возникновения углеродной жизни на Земле.
|
|
|
|
Мы знаем, что в космосе много крупных PAH, потому что астрофизики обнаружили их признаки в видимом и инфракрасном свете. Но мы не знали, какими конкретно PAH они могут быть.
|
|
|
|
В настоящее время пирен является самым крупным PAH, обнаруженным в космосе, хотя он известен как "маленький" или простой PAH, состоящий из 26 атомов. Долгое время считалось, что такие молекулы не могут выжить в суровых условиях звездообразования, когда все вокруг залито излучением новорожденных солнц, разрушающим сложные молекулы.
|
|
|
|
На самом деле, когда-то считалось, что молекулы, состоящие более чем из двух атомов, не могут существовать в космосе по этой причине, пока они не были обнаружены. Кроме того, химические модели показывают, что пирен очень трудно разрушить после его образования.
|
|
|
|
В прошлом году ученые сообщили, что обнаружили большое количество пирена в образцах, взятых с астероида Рюгу в нашей Солнечной системе. Они утверждали, что по крайней мере часть пирена, должно быть, попала из холодного межзвездного облака, существовавшего до появления нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
Так почему бы не поискать пирен в другом холодном межзвездном облаке? Проблема астрофизиков в том, что у нас нет инструментов для непосредственного обнаружения пирена – он невидим для радиотелескопов.
|
|
Используя трассер
|
|
|
|
Молекула, обнаруженная командой, называется 1-цианопирен, то, что мы называем "индикатором" пирена. Она образуется при взаимодействии пирена с цианидом, который распространен в межзвездном пространстве.
|
|
|
|
Исследователи использовали телескоп Green Bank в Западной Вирджинии, чтобы рассмотреть молекулярное облако Тельца, или TMC-1, в созвездии Тельца. В отличие от самого пирена, 1-цианопирен можно обнаружить с помощью радиотелескопов. Это происходит потому, что молекулы 1-цианопирена действуют как небольшие излучатели радиоволн - миниатюрные версии земных радиостанций.
|
|
|
|
Поскольку ученым известно соотношение 1-цианопирена и пирена, они могут оценить количество пирена в межзвездном облаке.
|
|
|
|
Количество пирена, которое они обнаружили, было значительным. Важно отметить, что это открытие в молекулярном облаке Тельца позволяет предположить, что в холодных, темных молекулярных облаках, из которых впоследствии образуются звезды и солнечные системы, содержится много пирена.
|
|
|
|
Сложное зарождение жизни
|
|
|
|
Мы постепенно создаем картину того, как развивалась жизнь на Земле. Эта фотография говорит нам о том, что жизнь пришла из космоса – ну, по крайней мере, сложные органические, добиологические молекулы, необходимые для формирования жизни, пришли.
|
|
|
|
То, что пирен выживает в суровых условиях, связанных с рождением звезд, как показали находки на Рюгу, является важной частью этой истории.
|
|
|
|
Простая жизнь, состоящая из одной клетки, появилась в палеонтологической летописи Земли почти сразу (с геологической и астрономической точек зрения) после того, как поверхность планеты остыла настолько, что сложные молекулы перестали испаряться. Это произошло более 3,7 миллиарда лет назад за примерно 4,5 миллиарда лет истории Земли.
|
|
|
|
Для того чтобы простые организмы так быстро появились в летописи окаменелостей, химии просто не хватило времени, чтобы начать с простых молекул, состоящих из двух или трех атомов.
|
|
|
|
Новое открытие 1-цианопирена в молекулярном облаке Тельца показывает, что сложные молекулы действительно могли выжить в суровых условиях формирования нашей Солнечной системы. В результате пирен был доступен для формирования основы углеродной жизни, когда он появился на ранней Земле около 3,7 миллиарда лет назад.
|
|
|
|
Это открытие также связано с другим важным открытием последнего десятилетия – первой хиральной молекулой в межзвездной среде, оксидом пропилена. Нам нужны хиральные молекулы, чтобы обеспечить эволюцию простых форм жизни на поверхности ранней Земли.
|
|
|
|
Пока что наши теории о том, что молекулы, ответственные за зарождение жизни на Земле, пришли из космоса, выглядят убедительно.
|
|
|
|
Источник
|
