Ингредиенты жизни впервые найдены замороженными за пределами Млечного Пути

Астрономы впервые увидели строительные блоки жизни во льду за пределами нашей галактики.

Исследователи обнаружили, что среди смеси сложных органических молекул, запертых во льду, вращающихся вокруг новорожденной звезды в Большом Магеллановом Облаке, этанол, ацетальдегид и метилформиат – соединения, которые никогда раньше не были обнаружены во льду за пределами Млечного Пути.

Более того, другое идентифицированное соединение, уксусная кислота, никогда раньше не было окончательно идентифицировано во льду где-либо в космосе.

Открытие, сделанное астрофизиком Мартой Севило из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА и Университета Мэриленда, предполагает, что ингредиенты химии, порождающей жизнь, широко распространены и устойчивы во всем космосе, а не ограничиваются нашей собственной галактикой.

По теме: Ключевой ингредиент для жизни обнаружен в последнем месте, которое ожидали астрономы

«Благодаря этому открытию, — говорит Севило, — мы добились значительных успехов в понимании того, как сложная химия возникает во Вселенной, и открыли новые возможности для исследований в как возникла жизнь.»

Сложные органические молекулы (СОМ) в астрофизическом контексте представляют собой молекулы, по крайней мере, с шестью атомами, по крайней мере, один из которых является углеродом. В эту категорию входят такие молекулы, как этанол (CH₃CH₂OH), метилформиат (HCOOCH₃) и ацетальдегид (CH₃CHO), а также более крупные молекулы, такие как изопропилцианид ((CH3)2CHCN).

Они важны для ученых, поскольку являются химическими предшественниками молекул, которые строят жизнь, таких как аминокислоты, сахара и нуклеиновые основания. Таким образом, их обнаружение в космосе проливает свет на происхождение пребиотической химии и на то, где эти соединения-предшественники, вероятно, были созданы еще до рождения Земли.

Ученые также хотят знать, существуют ли различия в распределении молекул в зависимости от их местоположения. Большое Магелланово Облако (БМО) сильно отличается от Млечного Пути. В нем содержится от трети до половины содержания тяжелых металлов; с точки зрения астрономии это означает все, что тяжелее гелия, поэтому в БМО, например, меньше кислорода, углерода и кремния.

У него также гораздо меньше пыли, блокирующей свет, и относительно интенсивное звездообразование, которое наводняет галактику ультрафиолетовым излучением. Естественно, это поднимает вопросы о том, как формируются COM внутри БМО.

Одна такая молодая звезда, называемая ST6, расположена примерно в 160 000 световых годах от Земли в сверхпузыре под названием N158 – недалеко от знаменитой звездообразующей туманности Тарантул. Севило и ее коллеги направили золотой сложный глаз JWST на эту звезду, впитывая средний инфракрасный свет от ледяного материала, кружащегося вокруг нее, чтобы определить химические процессы, происходящие в ней.

Затем они сравнили полученные спектры с известным «отпечатком пальца COM» — базой данных сигнатур различных COM. Эти молекулы поглощают свет определенных длин волн, что создает в спектре темные линии, которые ученые могут сопоставить с известными молекулами.

В свете, собранном JWST из ледяной пыли вокруг звезды в другой галактике, исследователи уверенно обнаружили метанол, ацетальдегид, этанол, метилформиат и уксусную кислоту (CH₃COOH).

До этого открытия уксусная кислота обнаруживалась в космосе только в форме пара. Обнаружение его в замороженной форме подтверждает компьютерные модели и лабораторные эксперименты, которые позволяют предположить, что он участвует в реакциях на поверхности зерен, которые, как считается, создают пребиотические соединения в космосе.

На самом деле, присутствие всех этих молекул дает довольно убедительные доказательства того, что они являются продуктами химии поверхности зерен. Именно здесь на пылинках в космосе образуется лед, образующий тонкий слой, покрывающий каждую крошечную пылинку. Благодаря радиации зерна внутри этого льда могут перемещаться и взаимодействовать друг с другом, образуя COM, которые обнаружила команда.

Здесь, в Млечном Пути, это было бы достаточно интересно; но полученные здесь результаты показывают, что даже в бедных металлами условиях, подверженных радиации, таких как БМО, этот процесс все еще может иметь место.

Исследователи планируют расширить свою работу на большее количество молодых звезд в БМО, чтобы определить, имеет ли место подобная химия во всей карликовой галактике или ST6 является выбросом.

«В настоящее время у нас есть только один источник в Большом Магеллановом Облаке и только четыре источника с обнаружением этого комплекса. органические молекулы во льдах Млечного Пути», — говорит Севило. «Нам нужны более крупные образцы из обеих галактик, чтобы подтвердить наши первоначальные результаты, которые указывают на различия в содержании COM между этими двумя галактиками».

Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.