Ученые выяснили, могли ли строительные блоки жизни образоваться в вакууме

На модерации Отложенный

Согласно новому исследованию, сложные органические молекулы, подобные тем, которые действуют как строительные блоки жизни, могут образовываться в огромных холодных глубинах космоса из крошечных пылинок.

Эти обогащенные пылинки затем уносятся во вновь формирующиеся звезды и солнечные системы, в конечном итоге становясь частью планет, подобных Земле. Новое исследование показывает, что сложная химия, которая питает жизнь, не требует для начала впрыска энергии или экзотического процесса.

Галактики создают фундаментальные элементы. Водород и гелий существуют с первых минут Большого взрыва. Солнцеподобные звезды превращают водород в гелий, и ближе к концу своей жизни эти звезды превращают гелий в углерод и кислород. Более крупные звезды поддерживают цепочку термоядерного синтеза, производя калий, никель, железо и многое другое. И, наконец, взрывы титанических сверхновых дополняют остальную часть периодической таблицы.

Некоторые элементы легко и естественно связываются друг с другом. Например, водород и кислород очень распространены, и им нравится связываться друг с другом даже в глубинах космоса, что делает воду невероятно распространенной молекулой. Но для создания живого существа требуются гораздо более сложные молекулы, чем просто вода. Сейчас многие из этих молекул на Земле образуются как побочные продукты биологических реакций, но для того, чтобы жизнь зародилась на нашей планете миллиарды лет назад, в этом первичном бульоне должна была существовать по крайней мере некоторая сложность.

Недавно астрономы обнаружили сложные органические молекулы - молекулы, богатые углеродом и кислородом, - в довольно неожиданных местах.

Спутник Сатурна Титан содержит обширные моря углеводородов. Частицы пыли, извлеченные из комет и астероидов, богаты органическими молекулами. Мы даже наблюдали следы органических молекул, заложенных глубоко в облаках межзвездного газа.

В новой статье, загруженной 23 октября на сервер препринтов arXiv, команда астрономов выяснила происхождение этих органических молекул. Они исследовали, будут ли условия глубокого космоса достаточными для создания молекул.

Команда провела компьютерное моделирование химических связей между элементами, обнаруженными в глубинах космоса. Там крошечные частицы пыли остывают настолько, что покрываются слоем льда. Среди этой пыли плавают атомы углерода, выброшенные при взрывах звезд на расстоянии тысяч световых лет от нас. Команда обнаружила, что атомы углерода быстро вступают в реакцию с замерзшей водой, образуя простую молекулу, содержащую углерод, кислород и водород, обозначаемую как углеродистая кислота. Поскольку эта молекула имеет открытые электронные пятна, она обладает высокой реакционной способностью и немедленно начинает объединяться и вступать в реакцию с другими элементами и молекулами в пыли.

Например, из реакционноспособных углеродов можно получить азот для получения цианидов или кислород для получения монооксида углерода. Затем они могут перейти в метанол, который считается "матерью" органических молекул, пишут исследователи. Другие реакции могут приводить к образованию этанола, метанимина и метандиола, которые играют различные роли в биологической химии.

Другими словами, все, что нужно для начала жизни, - это невероятно холодные атомы, взаимодействующие друг с другом в космическом вакууме.