Межзвёздное пространство кажется пустым и холодным, однако современные астрономические наблюдения показывают совсем другую картину. Огромные газопылевые облака, находящиеся между звёздами, представляют собой настоящие химические лаборатории, где образуются десятки самых разных соединений — от простых молекул до достаточно сложных органических веществ.
Недавно исследователи сообщили об обнаружении в межзвёздном облаке необычной органической молекулы — дезоксирибозы. Именно этот сахар является одним из важнейших компонентов ДНК — молекулы, которая хранит генетическую информацию всех известных живых организмов на Земле. Хотя сама находка вовсе не означает обнаружения жизни в космосе, она стала важным свидетельством того, что строительные элементы биологии могут возникать ещё задолго до формирования планет.
Почему эта находка привлекла внимание учёных
Органические молекулы регулярно обнаруживаются в космосе.
Однако далеко не каждая из них имеет непосредственное отношение к биологическим процессам.
Дезоксирибоза занимает особое место.
Именно этот сахар образует основу молекулы ДНК — соединения, без которого невозможно существование всех известных земных организмов.
Поэтому её обнаружение за пределами Солнечной системы представляет большой интерес для астробиологии.
Что такое дезоксирибоза
Дезоксирибоза — это сравнительно небольшая органическая молекула.
Она входит в состав так называемого сахарофосфатного каркаса ДНК.
К этому каркасу присоединяются азотистые основания, образующие знаменитую двойную спираль.
Именно благодаря этой структуре ДНК способна хранить и передавать наследственную информацию.
Без самой дезоксирибозы привычная молекула ДНК существовать не может.
Это не означает обнаружение жизни
Авторы исследования подчёркивают важную деталь.
Обнаружение отдельной органической молекулы нельзя считать доказательством существования внеземной жизни.
Между простой молекулой и живой клеткой лежит огромная дистанция.
Для возникновения жизни необходима чрезвычайно сложная совокупность процессов, включающая образование множества различных веществ, их взаимодействие и последующую самоорганизацию.
Поэтому новая находка говорит не о существовании живых организмов, а о распространённости важных химических компонентов.
Межзвёздные облака — настоящие химические лаборатории
Пространство между звёздами далеко не пустое.
В нём находятся гигантские молекулярные облака, состоящие главным образом из:
- водорода;
- гелия;
- пыли;
- льда;
- различных органических соединений.
Несмотря на крайне низкие температуры, химические реакции здесь продолжаются миллионы лет.
Под действием космического излучения и ультрафиолетового света постепенно образуются всё более сложные молекулы.
Как появляются органические вещества
Частицы пыли в молекулярных облаках покрыты тонкими слоями льда.
Именно на их поверхности происходят многочисленные химические реакции.
Космические лучи и ультрафиолетовое излучение обеспечивают необходимую энергию, благодаря которой простые молекулы постепенно превращаются в более сложные соединения.
Со временем эти вещества могут входить в состав будущих планетных систем.
Почему это важно для происхождения жизни
Одной из главных гипотез происхождения жизни считается идея, что часть необходимых органических веществ образовалась ещё до появления Земли.
Позже эти соединения могли попасть на молодую планету вместе с:
- кометами;
- астероидами;
- межпланетной пылью;
- веществом протопланетного диска.
Если подобный механизм действительно работал, многие химические «заготовки» для будущей биологии существовали ещё до рождения Земли.
Космос оказался значительно богаче органикой
За последние десятилетия астрономы обнаружили в межзвёздной среде уже сотни различных молекул.
Среди них встречаются:
- спирты;
- кислоты;
- альдегиды;
- аминокислотные предшественники;
- ароматические углеводороды;
- соединения, содержащие азот.
Каждая новая находка показывает, что химия космоса значительно разнообразнее, чем предполагалось ещё несколько десятилетий назад.
Как удаётся обнаруживать такие молекулы
Современные радиотелескопы способны анализировать слабое излучение молекул.
Каждое вещество взаимодействует с электромагнитными волнами по-своему.
В результате образуется своеобразный спектральный «отпечаток», позволяющий определить присутствие конкретной молекулы даже на огромных расстояниях.
Именно этот метод стал одним из главных инструментов современной радиоастрономии.
Почему сложные молекулы долго считались невозможными
Ранее предполагалось, что суровые условия межзвёздного пространства слишком неблагоприятны для образования крупных органических соединений.
Однако наблюдения постепенно опровергают эту точку зрения.
Оказывается, даже в очень холодных газопылевых облаках химическая эволюция продолжается чрезвычайно долго, позволяя формироваться всё более сложным веществам.
Связь с будущими планетами
Молекулярные облака являются материалом, из которого рождаются новые звёзды и их планетные системы.
Когда начинается образование молодой звезды, окружающее вещество постепенно формирует протопланетный диск.
Если сложные органические соединения уже присутствуют в этом материале, они могут попасть на формирующиеся планеты ещё до возникновения благоприятных условий для жизни.
Таким образом, молодые миры получают часть необходимых химических компонентов практически с самого начала своего существования.
Что ещё предстоит выяснить
Несмотря на важность открытия, перед исследователями остаётся множество вопросов.
Учёным необходимо понять:
- насколько широко распространены подобные молекулы;
- при каких условиях они образуются наиболее эффективно;
- могут ли они сохраняться во время формирования планет;
- участвуют ли они в дальнейших химических процессах на молодых мирах.
Ответы помогут лучше понять ранние этапы химической эволюции планетных систем.
Новая глава в изучении космической химии
Обнаружение дезоксирибозы показывает, что сложные органические вещества могут формироваться ещё в межзвёздной среде, задолго до появления планет и возможной жизни. Это не означает, что жизнь широко распространена во Вселенной, но значительно расширяет представления учёных о том, насколько богата химия космоса.
Каждая подобная находка делает картину происхождения жизни более полной. Вместо представления о том, что все необходимые молекулы возникли исключительно на молодой Земле, всё больше данных свидетельствует о том, что значительная часть химических «строительных блоков» могла появиться ещё среди холодных газопылевых облаков, из которых впоследствии сформировались звёзды, планеты и, возможно, будущие обитаемые миры.
Источники:
Статья создана по материалам Space.com
