Раскрыта многолетняя загадка возникновения жизни

Американские ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли раскрыли механизм возникновения в космосе органических веществ, которые стали основой для белков и нуклеиновых кислот, необходимых для существования жизни. Оказалось, что сложные углеродные соединения, называемые полиароматическими углеводородами (ПАУ), способны образовываться при объединении простых молекул. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

В ходе эксперимента специалисты смоделировали условия, при которых в околозвездной среде происходит химическое взаимодействие между двумя углеводородными радикалами — метилом (CH3•) и 1-инденилом (C9H7•). При этом реакция протекала при температуре 1150 градусов Цельсия. Результаты анализа с помощью масс-спектрометра показали, что образуется нафталин с химической формулой С10Н8, содержащий два бензольных кольца.

Химическая реакция, которая приводит к появлению нафталина, относится к новому классу, называемому радикал-радикальными реакциями. Ее особенностью является превращение пятичленного кольца в составе 1-инденила в шестичленное углеродное кольцо с высокой реакционной способностью. Получившееся соединение служит основой для более сложных ПАУ, чье образование также происходит при высокотемпературных условиях. В конечном итоге в межзвездной среде формируется сажа и углеродистые гранулы, которые встречаются в метеоритах, таких как углистые хондриты.

Хотя давно было известно, что около 20 процентов углерода в космосе встречается в виде полиароматических углеводородов, ученые до сих пор не знали, какие именно процессы приводят к их образованию. В предыдущих работах предлагался механизм последовательного присоединения бензольных колец, однако он оказался слишком медленным и неэффективным для крупных ПАУ. Поскольку ПАУ быстро разрушаются при воздействии космическими лучами, световой радиацией и ударными волнами, становится сложно объяснить, почему межзведная среда богата ПАУ. Радикал-радикальный механизм помогает решить эту проблему.

Ранее сообщалось, что ученые Тюбингенского университета в Германии и Нантского университета во Франции выяснили, что важную роль в появлении жизни на Земле сыграли метеориты, которые прилетели из отдаленных мест Солнечной системы.