Вокруг молодой звезды нашли доказательства космического происхождения жизни
С помощью комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) вокруг молодой звезды V883 Ориона, переживающей фазу вспышки, найдены сложные органические молекулы. Сравнение различных космических сред показывает, что количество и сложность таких молекул возрастают от областей звездообразования до полностью сформировавшихся планетных систем. Это говорит о том, что зачатки жизни образуются в космосе и широко распространены.
Ранее астрономы уже находили сложные органические молекулы (СОМ) в различных местах, связанных с образованием звезд и планет. Многие из них считаются основой жизни, например, аминокислоты и нуклеиновые кислоты или их предшественники. Согласно результатам нового исследования, опубликованным в The Astrophysical Journal Letters, в протопланетном диске V883 Ориона идентифицированы 17 СОМ, в том числе этиленгликоль и гликолонитрил.
Синтез пребиотических молекул в межзвездном пространстве
Рождение звезды из холодного протозвездного облака сопровождается весьма бурными событиями — ударными волнами, интенсивным излучением и сильными выбросами газа. Эти энергичные процессы могут разрушить большую часть сложной химии, возникшей на предыдущих этапах. Поэтому ученые предполагали сценарий «перезагрузки», по которому большинство химических соединений, необходимых для возникновения жизни, должны появляться при формировании комет, астероидов и планет.
«Теперь оказывается, что все наоборот. Наши результаты показывают, что протопланетные диски наследуют сложные молекулы от предыдущих стадий, и формирование сложных молекул может продолжаться на этапе протопланетного диска», — говорит соавтор исследования Камбер Шварц из Института астрономии Макса Планка (MPIA).
Действительно, период между энергичной фазой протозвезды и образованием протопланетного диска сам по себе слишком короток, чтобы СОМ могли сформироваться в обнаруживаемых количествах.
Таким образом, условия, предопределяющие биологические процессы, могут быть широко распространены, а не ограничиваться отдельными планетными системами.
Астрономы уже находили простейшие органические молекулы, такие как метанол, в плотных областях пыли и газа, предшествующих образованию звезд. В благоприятных условиях там могут присутствовать и более сложные соединения, включая этиленгликоль, который теперь обнаружен в системе V883 Ориона.
«Недавно мы выяснили, что этиленгликоль может образовываться при УФ-облучении этаноламина — молекулы, недавно обнаруженной в космосе. Это открытие подтверждает, что этиленгликоль может формироваться как в таких средах, так и на более поздних стадиях молекулярной эволюции, где доминирует УФ-излучение», — рассказывает соавтор исследования Тушар Сухасария, возглавляющий в MPIA лабораторию происхождения жизни.
Более сложные соединения, важные для биологии, такие как аминокислоты, сахара и нуклеиновые основания, составляющие ДНК и РНК, присутствуют в астероидах, метеоритах и кометах Солнечной системы.
Погребенные во льду — освобожденные звездами
Химические реакции, синтезирующие эти СОМ, проходят в холодных условиях, преимущественно на ледяных пылинках, которые потом слипаются в более крупные объекты. Скрытая в смеси камня, пыли и льда, органика обычно остается незамеченной. Доступ к ней возможен только с помощью космических зондов или внешнего нагрева, который испаряет лед.
В нашей Солнечной системе Солнце нагревает кометы, создавая впечатляющие хвосты из газа и пыли, или комы — газовые оболочки, окружающие ядра комет. Излучение освободившихся молекул можно уловить посредством спектроскопии — разложения света на составляющие, подобного радуге.
Аналогичный процесс нагрева происходит в системе V883 Ориона. Центральная звезда все еще растет, поглощая газ из окружающего диска, пока в ее ядре не запустится термоядерная реакция. Сгущающийся газ нагревается и испускает интенсивные вспышки излучения.
«Эти вспышки достаточно мощные, чтобы нагреть окружающий диск вплоть до областей, которые в обычных условиях оставались бы ледяными, высвобождая интересующие нас химические вещества», — объясняет руководивший исследованием Абубакар Фадул.
«Сложные молекулы, включая этиленгликоль и гликолонитрил, излучают на радиочастотах. ALMA идеально подходит для обнаружения этих сигналов», — добавляет Шварц.
Дальнейшие задачи
«Хотя этот результат впечатляет, мы еще не расшифровали все сигналы в наших спектрах, — признает Шварц. — Данные с более высоким разрешением подтвердят обнаружение этиленгликоля и гликолонитрила и, возможно, выявят еще более сложные соединения, которые мы пока не смогли идентифицировать».
«Возможно, нам также стоит изучить другие участки электромагнитного спектра, чтобы найти еще более развитые молекулы. Кто знает, что еще мы сможем обнаружить?» — заключил Фадул.
