Возле молодой звезды нашли кирпичики жизни
Откуда взялись ингредиенты для жизни на Земле? Группа астрономов нашла новое важное звено: наблюдение основных «пребиотических» молекул вокруг еще формирующейся звезды.
Одним из многих отличительных факторов, отделяющих жизнь от неживого, является способность жизни использовать различные молекулярные инструменты для хранения, транспортировки и высвобождения энергии. Клетки в вашем теле - это настоящая химическая цивилизация в миниатюре, с ДНК и РНК, которые делают выстрелы, белки, работающие взад и вперед, чтобы выполнять тяжелую работу, и решетки липидов, чтобы все оставалось нетронутым.
Все эти сложные молекулы основаны на нескольких прекурсорах, известных как пребиотики. Мы не совсем уверены, насколько сложная жизнь возникла на Земле (или могла возникнуть в другом месте во Вселенной ), но кажется очевидным, что если вы хотите перейти от неживого к определенно живому, вы должны пройти несколько этапов сложность, связанная с этими молекулами-предшественниками.
Например, метилизоцианат (CH3NCO) и гликолонитрил (HOCH2CN) являются изомерами друг друга - у них одни и те же основные элементы, но эти элементы по-разному расположены в пространстве. Оба они по отдельности чрезвычайно опасны для здоровья человека. Метилизоцианат едкий и раздражающий, а гликолонитрил быстро разлагается на формальдегид и цианистый водород.
Хотя эти две молекулы не так дружелюбны сами по себе, они играют ключевую роль на этапах достижения жизни. Они участвуют в формировании пептидных структур (пептиды, в конечном итоге, сливаются, образуя белки) и аденина, который является одним из четырех оснований генетического кода нашей ДНК.
Почему так много говорится о метилизоцианате и гликолонитриле? Потому что астрономы только что нашли доказательства того, что эти две пребиотические молекулы находятся в глубоком космосе, согласно исследовательской статье, недавно появившейся в препринте журнала arXiv , который был принят для публикации в журнале Astronomy and Astrophysics.
Астрономы нашли этих пре-зверей в Serpens SMM1-a и IRAS 16293B, астрономических обозначениях двух протозвезд.
Протозвезды, как следует из названия, еще не совсем звезды. Они все еще формируются, разрушаются из облаков газа и пыли, но еще не достигли плотности и температуры, необходимых для запуска ядерного синтеза. Наблюдение за протозвездами важно для понимания того, как жизнь развивается во Вселенной, потому что именно из этого прото-супа в конечном итоге возникают планеты, и в значительной степени они рождаются с тем, что они получили от ранней системы протозвезд.
Итак, если мы хотим найти истоки жизни, мы должны заглянуть внутрь звездных маток, подобных этим двум.
Чтобы идентифицировать молекулы, астрономы использовали метод, называемый спектроскопией. Протозвезды на этой стадии представляют собой просто скопления более плотной, чем обычно, пыли. Они не такие уж горячие и яркие, что затрудняет наблюдение за ними, если за спиной у вас нет самого мощного радиотелескопа в мире.
Что и сделали астрономы.
Используя Большую миллиметровую / субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA) в Чили, астрономы тщательно изучили свет, исходящий от протозвезд. В этом свете был скрыт тонкий намек на всевозможные элементы и молекулы, каждая из которых дает свой собственный отпечаток длины волны. Сопоставляя отпечатки пальцев с известными выбросами различных элементов, астрономы смогли найти пребиотики.
Итак, фантастика: в молодой, все еще формирующейся системе было обнаружено больше ингредиентов для жизни. Это означает, что если эти системы развивают планеты, и на этих планетах есть подходящие условия, тогда у жизни есть по крайней мере два основных инструмента, в которых она нуждается.
Итак, как пребиотики оказались там?
Метилизоцианат и гликолонитрил не просто беспорядочно летают по Вселенной, надеясь на шанс стать частью звездной системы. Исследования межзвездных газовых облаков не обнаружили этих пребиотических молекул, а это означает, что протозвездным системам пришлось каким-то образом самостоятельно приготовить эти молекулы.
Астрономы полагают, что в случае с SMM1-a в недавнем прошлом он пережил период относительного затишья, когда ледяная пыль могла окружать звезду, которая скоро должна стать звездой, не таяя, но и не блокируя. Это позволяло протекать химическим реакциям, так как различные элементы менялись местами в интересных молекулярных комбинациях.
Мы пока не знаем, распространены ли процессы, приведшие к образованию этих пребиотиков вокруг протозвезд, по всей галактике или уникальны для этих систем. Дальнейшие исследования помогут определить этот ответ, который является лишь одним из многих ответов, необходимых для понимания того, насколько обычна жизнь во Вселенной.