Всюду пахнет ромом В центре Млечного Пути обнаружили сложные органические молекулы
Космос пахнет ромом, а на вкус Вселенная - сочная малина. Это не цитата из романа о расширении сознания, это результат серьезной научной работы. Группа астрономов обнаружила в центре Млечного Пути несколько органических молекул достаточно сложного строения. Можно ли рассматривать новые данные как доказательство теории о внеземном зарождении жизни?
Гастрономическое исследование Вселенной проводила большая группа специалистов из разных стран. Ученые изучали газопылевое облако Стрелец В2 (Sagittarius B2, или сокращенно Sgr B2), расположенное в нашей Галактике. Огромный сгусток газов и частиц различного состава располагается на расстоянии 120 парсеков от центра Млечного Пути. Его масса превосходит массу Солнца в 300 миллионов раз.
Астрономы изучали спектры излучения веществ, присутствующих в регионе Sgr B2, известном под названием Большая колыбель молекул (Large Molecule Heimat). Колыбель представляет собой очень плотное сгущение горячего газа, окружающее совсем недавно (по космическим меркам) сформировавшуюся звезду. Большая часть из обнаруженных астрономами органических молекул образовалась именно здесь.
Используя 30-метровый телескоп из группы IRAM (Института миллиметровой радиоастрономии) ученые обнаружили в облаке два соединения, одно из которых - этилформиат - придает малине ее вкус. Второе вещество - n-пропилцианид - "отвечает" за характерный запах рома. Химическая формула этилформиата - C2H5OCHO, а n-пропилцианида - C3H7CN.
Шаростержневые модели этилформиата (вверху) и n-пропилцианида (внизу). Изображение с сайта mpg.de
Lenta.ru
Этилформиат и n-пропилцианид - далеко не первые органические соединения, найденные в космическом пространстве (большая часть из них была обнаружена именно в Большой колыбели молекул). Интерес к этим веществам объясняется сложностью их строения. Астрономы идентифицируют те или иные химические соединения по характерным спектрам. Простые соединения излучают на одной характерной частоте. Чем больше различных атомов входит в состав вещества, тем больше линий появляется в спектре его излучения. При этом "разглядеть" каждую отдельную линию становится сложнее.
Кроме того, в случае богатых химическими соединениями источников, каким является Sgr B2, астрономам еще необходимо вычленить линии, соответствующими индивидуальным веществам, из общего спектра. Этилформиату и n-пропилцианиду соответствуют 36 спектральных линий, а всего телескоп IRAM выявил в Большой колыбели молекул около 3700 линий.
Тем не менее, ранее астрономам удалось обнаружить в космосе и более сложные молекулы. В 2004 году исследователи из Университета Толедо в Огайо, изучавшие туманность Красный Прямоугольник, нашли в ней молекулы антрацена и пирена. Эти соединения представляют собой циклические углеводороды и содержат 24 и 26 атомов соответственно.
Каким образом во Вселенной образуются органические молекулы? Расстояния между небесными телами огромны, и в первом приближении космос представляет собой пустое пространство. Лишь в отдельных его участках наблюдается некоторое увеличение плотности материи. Например, в газопылевых облаках, из которых рождаются звезды. Молекулы газа в таких "населенных пунктах" расположены достаточно близко для того, чтобы сталкиваться друг с другом. Кроме того, молекулы могут оседать на частицах пыли и реагировать в "спокойной обстановке".
Впервые возможность образования органических соединений при столкновении частиц материи, двигающихся с очень высокими скоростями, была теоретически показана группой российских ученых под руководством Георгия Манагадзе из Института космических исследований РАН.
Таким путем в космическом пространстве образуются простейшие молекулы, например, метанол или формальдегид. Для синтеза сложных веществ необходим более изощренный технологический процесс. Компьютерные модели показывают, что небольшие молекулы выступают в качестве строительных блоков для создания более крупных соединений. По мнению ученых, обнаруживших, что Вселенная пахнет ромом, этилформиат и n-пропилцианид образовались именно таким путем.
Космическая органика путешествует от галактики к галактике внутри метеоритов. Они не только выполняют транспортную функцию, но также защищают "пассажиров" от агрессивных внешних воздействий, например, жесткого излучения. Совсем недавно ученые получили убедительные доказательства правомерности этой теории. Анализ изотопного состава углерода в органических соединениях, найденных на метеорите Мурчисон, показал, что эти соединения образовались за пределами нашей планеты.
Мурчисон принес на Землю урацил и ксантин. Если бы он упал не в 1969 году, а на несколько миллиардов лет раньше, то история жизни на Земле могла бы начаться с этого момента. Урацил и ксантин являются веществами-предшественниками, из которых образуются молекулы ДНК и РНК. В этих молекулах записана генетическая информация обо всех организмах, населяющих нашу планету.
Пока астрономам не удалось обнаружить ни одной внеземной аминокислоты. Наиболее близким по строению к простейшей аминокислоте - глицину - стал аминоацетонитрил, найденный в 2008 году.
Теория о распространении во Вселенной жизни посредством космических "инфекционных агентов" получила название панспермии. Сторонники ее радикального направления считают, что космические тела принесли на нашу планету споры микроорганизмов. Более умеренный вариант предполагает, что из космоса на Землю попали относительно простые органические соединения, которые постепенно "эволюционировали" в нуклеиновые кислоты и белки.
Этилформиат и n-пропилцианид пополнили список потенциальных путешественников. Они не являются предшественниками нуклеиновых кислот или белков, но их обнаружение в очередной раз доказывает, что космос может служить источником сложных органических веществ. И даже если ни одно из них никогда не попадало на Землю, это знание само по себе очень важно для понимания законов развития Вселенной.