Космическая органика: ученые сделали шаг к разгадке тайны возникновения жизни
Изучение происхождения жизни на Земле стало одним из самых захватывающих направлений науки. В этом контексте особенно интересны новые открытия, сделанные самарскими учеными. Рассказываем, как их работа выявила механизм образования соединения в условиях, похожих на межзвездные льды, а также какой аппарат они изобрели для разгадки тайны происхождения жизни.
Как удалось синтезировать метилглиоксаль?
В августе 2024 года самарские ученые в составе международной команды открыли механизм образования метилглиоксаля — простейшего кетоальдегида, важного для происхождения жизни. Оказалось, что он возникает в условиях, имитирующих межзвездные льды, под воздействием космического излучения.
В ходе экспериментов ученые облучили смеси угарного газа и ацетальдегида потоком электронов при низких температурах жидкого гелия, что привело к синтезу метилглиоксаля. Для подтверждения его структуры применялась масс-спектрометрия с ультрафиолетовой ионизацией, позволяющая анализировать ионы с использованием электрических и магнитных полей для определения молекулярной массы и состава соединений. В результате эксперимента выяснилось, что метилглиоксаль может быть предшественником биомолекул, таких как сахара и аминокислоты.
Также ученые впервые получили доказательства переноса атома водорода внутри молекулы кетоальдегида в условиях, имитирующих межзвездные льды. Это может объяснить, как сложные биомолекулы формируются в условиях глубокого космоса. Однако исследователям до сих пор не ясны механизмы, отвечающие за их образование.
В будущем ученые планируют продолжить изучение процессов образования сложных молекул из простых в космическом пространстве. Им еще предстоит ответить на вопросы о том, могли ли вещества, необходимые для развития жизни, синтезироваться в космических условиях, какие механизмы способствуют их образованию и насколько уникально существование разумной жизни во Вселенной.
Почему результаты исследования так важны?
Они продемонстрировали, что метилглиоксаль может образовываться в больших количествах даже при экстремально низких температурах (-268°C). Это указывает на возможность накопления этого вещества в межзвездной среде, что расширяет понимание о «стройматериалах» для формирования будущих планет.
Кроме того, результаты исследования опровергли некоторые представления об органических соединениях. Дело в том, что ранее астрономы считали их редкими в галактиках и Вселенной. Однако после детального изучения звездных «зародышей» и межзвездных газовых облаков оказалось, что они содержат большое количество углеводородов, спиртов, сахаров и аминокислот. Эти вещества были обнаружены даже в далеких галактиках, что указывает на их распространенность во Вселенной.
Как еще самарские ученые приблизились к разгадке тайны происхождения жизни?
В феврале 2024 года они запустили уникальную установку, воспроизводящую условия глубокого космоса. Она представляет собой механизм, который функционирует как космическая фабрика под названием «кирпичики жизни». С ее помощью можно моделировать воздействие космического ионизирующего излучения на метановый лед. Результаты первых экспериментов показали, что при облучении получаются высокомолекулярные углеводороды, такие как пропан и бутан, что указывает на возможность образования органических молекул в космосе.
Также оборудование можно адаптировать для проверки радиационной устойчивости материалов, что важно для разработки космических аппаратов и исследований условий, в которых они будут работать. Сейчас ученые продолжают эксперименты, чтобы выяснить, как именно простейшие аминокислоты появились в космосе и каким образом они попали на Землю.
