Астрофизики, которые намеревались нанести на карту строительные блоки жизни в космосе, обнаружили молекулы-предшественники, скрывающиеся в пылевых облаках, которым суждено стать будущими солнечными системами.
Это открытие предполагает, что Земля, возможно, не такая уж особенная - многие другие миры могут иметь такой же доступ к образующим жизнь соединениям, что и мы.
«Ключевой результат этой работы показывает, что те же ингредиенты, которые необходимы для зарождения жизни на нашей планете, можно найти и у других звезд», - говорит астрохимик из Лидского университета Кэтрин Уолш, работавшая над исследованием.
«Возможно, что молекулы, необходимые для запуска жизни на планетах, легко доступны во всех планетообразующих средах».
При всем своем великолепном разнообразии вся жизнь на Земле построена по одному и тому же рецепту смеси органических молекул и минералов в теплой воде.
То, как этот суп углеродной химии сформировался из небольшой горстки элементов , включая водород и азот, - загадка, которая занимала исследователей более полувека.
Недавние открытия предполагают, что изначальная биохимия Земли могла быть запущена процессами, происходящими в звездах и даже за их пределами , что делает слишком заманчивым предсказание, что жизнь должна быть распространена по всей галактике.
«Однако многие среды, в которых мы находим эти сложные органические молекулы, довольно далеки от того, где и когда мы думаем, что образуются планеты», - говорит Джон Или, астрофизик из Университета Лидса в Великобритании, который руководил исследованием.
«Мы хотели больше узнать о том, где именно и сколько из этих молекул присутствовали в местах рождения планет - протопланетных дисках».
Или возглавлял команду астрофизиков со всего мира, нанося на карту расположение горстки основных предшественников биохимии в далеких облаках пыли и камней, которые в конечном итоге осядут в совершенно новых солнечных системах .
Это одна из тех задач, которые «легче сказать, чем сделать», основанные на поиске протопланетных дисков, которые не только достаточно близко расположены для анализа, но и расположены под таким углом, что весь их диск из вихревого материала можно увидеть во всей красе.
Используя Большую миллиметровую / субмиллиметровую матрицу Атакамы (ALMA) в пустыне Атакама на севере Чили, Или и его команда собрали свет с нескольких протопланетных дисков в поисках спектральных сигнатур различных органических молекул.
В одном исследовании исследователи изучили соотношение двух важных органических соединений, цианида и цианистого водорода.
По иронии судьбы для такого токсичного вещества цианистый водород считается первичным источником углерода и азота в химии, порождающей жизнь. Измерение его концентрации в тумане материала, окружающего новорожденную звезду, может помочь ученым лучше понять взаимодействие между излучением звезды и распределением этого потенциально важного ингредиента.
Двигаясь вверх по цепочке сложности, ученые также нанесли на карту распределения трех более крупных молекул в пяти протопланетных дисках.
Эти соединения - цианоацетилен (HC3N), ацетонитрил (CH ₃ CN) и циклопропенилиден (c-C3H2) - были обнаружены в нашей Солнечной системе раньше, а также в более далеких планетообразующих дисках .
Картирование их плотности и распределения позволяет нам с уверенностью сказать, что резервуары органического материала в зарождающемся эхе солнечных систем более или менее похожи на те, что находятся в нашей собственной.
Нижние изображения показывают присутствие каждой молекулы в протопланетных дисках. (Дж. Или / Университет Лидса)
Спектральные отпечатки этих конкретных молекул-предшественников (см. Выше) предполагают, что они имеют тенденцию концентрироваться во внутренних областях дисков, формирующих планеты. Более того, их численность до 100 раз выше, чем предсказывают современные модели.
Другими словами, эта смесь органических частиц пыли, которая создала на Земле жизнь с помощью капельки воды, не такая уж особенная.
Конечно, для того, чтобы жизнь зацвела, нужно нечто большее, чем плодородная почва. Помогает какой-нибудь жидкий растворитель, например вода . Как и передышка от палящей радиации, исходящей от бушующей поблизости звезды .
Но, учитывая, сколько звезд только в нашей галактике может содержать планеты с благоприятными условиями, необходимыми для развития химии, приятно знать, что в их грязи, вероятно, есть все строительные блоки, необходимые для хорошего шанса начать жизнь.
