Строительные блоки жизни могут быть созданы с помощью «темной химии» вдали от звезд или планет

По крайней мере, одна молекула пребиотика, ингредиент для построения жизни, может образоваться в суровых условиях межзвездного пространства, вдали от звезд и планет, показывают новые исследования.

Считалось, что для образования аминокислоты глицин — простейшей аминокислоты, без которой жизнь не может существовать, — требуется звездное излучение. Но новые лабораторные эксперименты показывают, что он может образовываться с помощью так называемой «темной химии», которая происходит без энергетического облучения.

Глицин был обнаружен в нескольких интересных местах. Кажется, он появился в метеорите и в атмосфере Венеры.

Особый интерес представляет его присутствие в атмосфере кометы 67P / Чурюмова-Герасименко, что указывает на то, что молекула могла образоваться независимо от Солнца или планет.

Но лабораторные эксперименты и моделирование показали, что глицин образуется, когда межзвездный лед попадает в излучение — ультрафиолетовое, космическое, тепловое, рентгеновское — на более поздних стадиях звездообразования.

При достаточно высоких энергиях излучение может разрушать аминокислоты, поэтому группа астрономов во главе с астрохимиком Серджио Иопполо из Лондонского университета Королевы Марии в Великобритании задалась целью выяснить, существуют ли альтернативные пути образования аминокислоты.

И они его нашли.

«В лаборатории, — сказал Иопполо, — мы смогли смоделировать условия в темных межзвездных облаках, где частицы холодной пыли покрыты тонкими слоями льда и впоследствии обрабатываются ударами атомов, в результате чего частицы-предшественники фрагментируются, а реактивные промежуточные соединения рекомбинируются».

Исследование началось с метиламина, предшественника амина глицина.

Хотя у нас нет доказательств присутствия глицина в межзвездной среде, астрономы обнаружили метиламин — и метиламин также был обнаружен на комете 67P / C-G. В независимой серии экспериментов исследователи показали, что метиламин может образовываться неэнергетическим образом в межзвездных условиях.

Затем исследователи использовали лед, обогащенный метиламином, чтобы определить, может ли глицин образовываться в аналогичных условиях.

Химические реакции во льду действительно приводят к образованию глицина. И этот лед был необходим для этого процесса.

Затем ученые использовали астрохимическое моделирование, чтобы подтвердить свои выводы. Они экстраполировали экспериментальные результаты, полученные за один день, на миллионы лет, космических процессов. И они обнаружили, что глицин должен иметь возможность образовываться в межзвездном пространстве в значительных количествах при наличии достаточного времени.

Маловероятно, что эти молекулы могут развиваться дальше в сторону жизни в ледяном холодном космическом вакууме.

Что действительно означает исследование, так это то, что глицин и метиламин могут образовываться в космосе до того, как начнется звездообразование (и, как следствие, формирование планет). Что, в свою очередь, означает, что потенциально существует много пребиотического молекулярного материала, заключенного во льду, который затем накапливается на метеоритах, кометах, планетезималях и, в конечном итоге, на планетах.

«После образования глицин также может стать предшественником других сложных органических молекул», — сказал Иопполо.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.