Обнаружение органики в протопланетных дисках: новые ключи к происхождению жизни
Астрономы обнаружили признаки сложных органических молекул — предшественников сахаров и аминокислот — в диске, формирующем планету.
Астрономы давно предполагали, что сложные органические соединения, необходимые для возникновения биологических процессов, формируются в межзвездной среде и переносятся в молодые планетные системы. Однако как именно эти молекулы переживают бурные этапы звездообразования и попадают в протопланетные диски, оставалось загадкой.
Новое исследование, проведенное с помощью Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA), проливает свет на этот процесс. Ученые из Института астрономии Общества Макса Планка под руководством Абубакара Фадула обнаружили в протопланетном диске молодой звезды V883 Ориона сложные органические молекулы, включая этиленгликоль и гликолонитрил — ключевые «кирпичики» для построения аминокислот и азотистых оснований ДНК. Это открытие подтверждает, что пребиотическая химия начинается еще до рождения звезд и планет, а значит, шансы на возникновение жизни во Вселенной могут быть гораздо выше, чем считалось ранее.
Химическое наследие звездообразования
V883 Ориона — это вспыхнувшая протозвезда, окруженная протопланетным диском. В такие моменты звезда активно поглощает вещество из окружающего пространства, что приводит к мощным выбросам энергии и нагреву диска. Именно этот нагрев сыграл ключевую роль в открытии: лед, содержащий органические молекулы, испарился, сделав их видимыми для ALMA.
Среди 17 обнаруженных соединений особенно важны этиленгликоль (используемый в антифризах) и гликолонитрил — предшественник аминокислот глицина и аланина, а также аденина, одного из «букв» генетического кода. Ранее подобные молекулы находили в молекулярных облаках и кометах, но их присутствие в протопланетном диске доказывает, что они не разрушаются в процессе звездообразования, а сохраняются и переносятся в формирующиеся планетные системы.
Эволюция органики: от облаков к планетам
Сравнение химического состава разных космических сред показывает, что сложность органических молекул возрастает по мере перехода от молекулярных облаков к протопланетным дискам. Это опровергает прежние предположения о том, что бурные процессы звездообразования «стирают» ранее сформировавшиеся соединения, заставляя химическую эволюцию начинаться заново.
«Наши результаты говорят о том, что протопланетные диски наследуют сложные молекулы с более ранних стадий, а их формирование может продолжаться и в самом диске», — отмечает Камбер Шварц, соавтор исследования. Это означает, что условия для возникновения жизни могут быть универсальными и не требуют уникальных обстоятельств.
Роль льда и ультрафиолета
Органические молекулы часто образуются на поверхности ледяных пылинок в холодных регионах космоса. Под действием ультрафиолетового излучения простые соединения, такие как этаноламин (обнаруженный ранее в космосе), могут превращаться в более сложные, например, в этиленгликоль. «Это подтверждает, что пребиотическая химия активно работает в межзвездной среде», — поясняет Тушар Сухасария, руководитель Лаборатории происхождения жизни MPIA.
Когда лед попадает в протопланетный диск, он может быть захвачен растущими кометами и астероидами, которые впоследствии доставят эти молекулы на планеты. Именно так, вероятно, органические вещества попали и на раннюю Землю, дав старт биохимической эволюции.
Перспективы исследований
Хотя открытие стало важным шагом, многие вопросы остаются. Некоторые спектральные линии в данных ALMA еще не идентифицированы, что указывает на возможное присутствие еще более сложных молекул. Ученые планируют провести наблюдения с более высоким разрешением, а также изучить другие диапазоны электромагнитного спектра.
«Кто знает, что еще мы сможем обнаружить?» — задается вопросом Абубакар Фадул. Дальнейшие исследования помогут понять, насколько распространены подобные химические процессы в Галактике и как они влияют на вероятность возникновения жизни за пределами Солнечной системы.
Открытие — это не просто научная сенсация, а важный аргумент в пользу того, что жизнь во Вселенной — закономерный результат химической эволюции, начинающейся задолго до рождения планет. Если пребиотические соединения могут переживать даже самые экстремальные этапы звездообразования, значит, они есть повсюду — и шансы найти жизнь за пределами Земли становятся все более реальными.