В облаке Млечного Пути нашли крупнейшую серосодержащую молекулу космоса

Листайте вправо, чтобы увидеть больше изображений

Ученые из Института внеземной физики Макса Планка в Германии совместно с испанскими астробиологами обнаружили в межзвездном облаке G+0.693–0.027, расположенном примерно в 27 000 световых лет от Земли, самую крупную из когда-либо зафиксированных вне Солнечной системы серосодержащую молекулу. По химической формуле она аналогична тиофенолу, но если у последнего атом водорода присоединен к атому серы (C6H5SH), то в космической молекуле атом серы «крепится» двойной связью к атому углерода в фенольном кольце C6H6. Еще один атом углерода соединен сразу с двумя атомами водорода. Строение молекулы показано на изображении выше. По классификации органических соединений вещество именуется 2,5-циклогексадиен-1-тион. Журнал научной публикации — Nature Astronomy

Эта циклическая молекула образует шестичленное кольцо, включающее 13 атомов, что существенно превосходит ранее наблюдавшиеся соединения, содержащие серу, в которых было гораздо меньше атомов. Она стала первым найденным в дальнем космосе сложным серосодержащим органическим веществом и представляет собой важный шаг к пониманию химических процессов, предшествующих зарождению жизни.

Молекула тиофенола

Как нашли молекулу

Идея поискать серосодержащие молекулы в облаке появилась после получения сигнатуры, похожей на спектр тиофенола. Ученые в лаборатории пропустили электрический разряд в 1000 вольт через тиофенол и получили 2,5-циклогексадиен-1-тион, который на Земле в свободном виде не встречается. Затем с помощью самодельного прецизионного спектрометра авторы измерили его радиоспектр с точностью семи значащих цифр, создав уникальный «радио-отпечаток». Эта спектральный «автограф» был сопоставлен с данными астрономических наблюдений, собранных с помощью радиотелескопов IRAM 30 м и Yebes 40 м в Испании. Полученное совпадение подтвердили присутствие «товарного» количества 2,5-циклогексадиен-1-тиона в наблюдаемом молекулярном облаке.

До сих пор в межзвездной среде находили преимущественно простые серосодержащие молекулы с небольшим числом атомов. В то же время сере всегда отводилась ключевая роль в биохимии живых организмов (например, она всегда содержится в белках и ферментах — в этом проще всего убедиться по аромату несвежих яиц). Новая молекула — промежуточное звено между простой космической химией и сложными органическими структурами, обнаруженными в метеоритах и кометах Солнечной системы.

Существующий в единственном экземпляре ультрасовременный лабораторный спектрометр собственной разработки. Ученые из MPE Кристиан Эндрес и Мицунори Араки (справа) руководят экспериментом: один из них управляет производством новой молекулы, в то время как другой фиксирует ее характеристики с помощью прецизионной спектроскопии. В центре фотографии находится массивная вакуумная камера — место, где рождается новая молекула, которая сразу же подвергается измерению. Фото: MPE

Ее устойчивость в холодном, еще не начавшем процесс звездообразования облаке демонстрирует, что химические предпосылки жизни могут формироваться задолго до появления звезд и планет. Это существенно расширяет представления о происхождении и эволюции предбиологических соединений в космосе.

Наши результаты убедительно показывают, что молекула из 13 атомов, структурно похожая на молекулы комет, уже существует в молодом беззвездном молекулярном облаке. Химические истоки жизни следует искать задолго до образования звезд.Валерио Латтанци

Недавно астрономы раскрыли два способа формирования звезд в одном молекулярном облаке.