Вчені виявили молекулу у космосі, яка натякає на походження життя

Вчені виявили найбільшу органічну молекулу, що містить сірку — ключовий елемент для життя, яку коли-небудь ідентифікували в міжзоряному просторі. Дослідники називають це відкриття "відсутнім ланцюгом" у розумінні космічних витоків хімії життя.

Сірка займає 10-те місце серед найбільш поширених елементів у Всесвіті і є важливою складовою амінокислот, білків та ферментів на Землі. Хоча раніше вчені знаходили молекули, що містять сірку, схожі на нововідкриту, у кометах та метеоритах, в міжзоряному просторі спостерігався незрозумілий брак великих молекул, що містять сірку, у величезній області між зірками, яка заповнена хмарами пилу та газу.

«Сірка потрапила на Землю з космосу давним-давно», — сказав Міцунорі Аракі, вчений з Інституту екстраземної фізики Макса Планка в Німеччині та провідний автор дослідження, яке було опубліковано минулого тижня в журналі Nature Astronomy. «Однак ми знайшли лише обмежену кількість молекул, що містять сірку, у космосі, і це дивно. Вона повинна бути в величезних кількостях, але знайти її дуже важко».

Інша команда дослідників раніше припускала, що сірка може здаватись рідкісною в космосі, оскільки вона захована в космічному льоду — прихована на виду, а не відсутня. Нове відкриття додає важливу частину до цієї головоломки.

«Це найбільша молекула, що містить сірку, коли-небудь знайдена в космосі, з 13 атомами», — сказав Аракі. «До цієї молекули найбільша містила лише дев'ять атомів, але це вже був рідкісний випадок, адже більшість молекул, що містять сірку, мали три, чотири або п'ять атомів».

Знаходження більших молекул важливе, оскільки це допомагає заповнити існуючу прогалину між простими хімічними сполуками, знайденими в космосі, та більш складними будівельними блоками життя, які були виявлені в кометах та метеоритах.

Молекула, що також містить вуглець і водень, називається 2,5-циклогексадієн-1-тіон і додає до зростаючого каталогу з понад 300 молекул, спостережених у космосі. Відкриття, за словами Аракі, свідчить, що в майбутньому можна буде виявити ще багато молекул, що містять сірку, й, можливо, ще більших.

Зоряні дитячі садки

Молекулу було знайдено в молекулярній хмарі, що має позначку G+0.693–0.027, приблизно за 27 000 світлових років від Землі, поблизу центру нашої галактики.

Молекулярні хмари — це холодні і щільні скупчення пилу та газу, які дозволяють утворюватися молекулам. Вони слугують зоряними дитячими садками, оскільки гравітація створює скупчення, які з часом перетворюються на нові зорі.

«Молекулярна хмара — це місце, де відбувається формування зірок», — сказав Валеріо Латтанці, також вчений Інституту екстраземної фізики Макса Планка та співавтор дослідження.

Латтанці додав, що деякі з цих хмар згодом призведуть до формування планетарних систем, схожих на нашу Сонячну систему. «Інгредієнти, що знаходяться в молекулярній хмарі, будуть передані планетам», — сказав він. «Ми намагаємось знайти, які з цих інгредієнтів можуть сформувати життя, намагаючись зрозуміти, як з простих молекул виникає життя, як ми знаємо його на Землі. І ми намагаємось додавати елементи до цієї картини, один за одним».

Дослідники спочатку синтезували молекулу, застосувавши електричний розряд до речовини, що називається тіофенол — смердюча рідина, що містить сірку, вуглець і водень. Потім вони отримали надзвичайно точний «радіо-підпис» молекули, який порівняли з існуючими даними з телескопів, що спостерігали цю хмару, зібраними радіотелескопами IRAM-30m та Yebes в Іспанії.

«Ми вже бачили з попередніх спостережень, що молекули сірки були досить поширені в цій хмарі», — сказав Латтанці. «Ось чому вона була для нас дуже хорошою метою. Ми віримо, що одним з можливих джерел життя на Землі є зіткнення і удари малих об'єктів, таких як комети та метеорити, з нашою планетою в минулому, що, ймовірно, принесло складні молекули, включаючи ті, що містять сірку. Ось чому ми намагаємось пов'язати ці відсутні ланки на шляху до формування життя, як ми його знаємо».

«Захоплююча детективна історія»

Кейт Фріман, професор геонаук університету Еван Пью в Пенсільванії, назвала дослідження «захоплюючою детективною історією, що стала можливою завдяки потужним радіотелескопам і дійсно хорошій стратегії пошуку».

Метеорити відомі наявністю великих і складних сполук сірки, зазначила Фріман, яка не брала участі в дослідженні, і вони, ймовірно, доставили їх на Землю, щоб закласти основу хімії життя.

«Однак ми не знали, як ці сполуки потрапили в метеорити або їхні попередні планетарні тіла», — додала вона в електронному листі. «Тепер ми знаємо, що існує хороша можливість, що деякі з них можуть походити з-за меж Сонячної системи, з молекуло-багатих регіонів нашої галактики, як та область, що була досліджена авторами».

Сірка є одним із шести елементів, необхідних для життя на Землі, і, ймовірно, була критичним інгредієнтом у найраннішому житті на Землі, забезпечуючи життєво важливе паливо для стародавніх мікробів, згідно з заявою Сари Рассел, професора планетарних наук Лондонського природничого музею.

«Присутність складних органічних молекул у центрі нашої Чумацького Шляху вказує на те, що біологічно важливі матеріали можуть бути всюди в космосі», — сказала Рассел, яка не брала участі в дослідженні, в електронному листі. «Знахідка таких молекул так далеко від нашої рідної планети також припускає, що подібні процеси можуть відбуватись і в інших місцях — це робить можливість існування життя на іншій планеті дещо більш ймовірною».

Раян Фортенберрі, доцент хімії та біохім

Підписуйтесь на наш Телеграм канал

Підписуйтесь на наш канал і будьте в курсі всіх останніх подій України та Світу

Відкрити канал