Астрономы впервые обнаружили сахар в центре Млечного Пути

Группа астрономов под руководством Изаскуна Хименеса-Серра из Центра астробиологии (CAB) в Испании совершила прорывное открытие, впервые обнаружив молекулу сахара в межзвездном пространстве. Ученые идентифицировали эритрулозу, четырехуглеродный сахар, в молекулярном облаке G+0.693−0.027, расположенном недалеко от центра Млечного Пути. Результаты этого новаторского исследования были опубликованы в престижном научном журнале Nature Astronomy.

Сахар – это не просто то, что мы добавляем в чай или кофе, это одна из фундаментальных основ жизни на нашей планете. Именно сахара́, такие как рибоза, входят в состав структурных элементов ДНК и РНК, а также играют первостепенную роль в обеспечении клеток энергией.

Когда ученые размышляют о том, как зародилась жизнь на Земле, вопрос появления первых сахаров становится одним из ключевых. Дело в том, что в лабораторных условиях, которые имитируют древнюю Землю, эти сложные молекулы образуются в очень малых количествах. Это заставляло исследователей искать альтернативные источники, и одним из них всегда считался космос.

Ранее фрагменты сахаров уже находили внутри метеоритов и астероидов, что указывало на их возможное синтезирование еще до того, как наша Солнечная система окончательно сформировалась из газопылевого облака. Однако до сих пор никому не удавалось напрямую зафиксировать следы сахара в той разреженной среде, которая находится между звездами.

Уникальность нового открытия заключается не только в том, что сахар найден именно в межзвездном пространстве, но и в самой его природе. Обнаруженная молекула носит название эритрулоза. На Земле этот сахар широко известен как компонент, который содержится в спелой малине и используется в производстве косметических средств для автозагара.

Для астрономов же эритрулоза стала первой зарегистрированной кетозой – особым типом сахара в глубинах космоса. Чтобы зафиксировать ее присутствие, ученым пришлось использовать самые чувствительные инструменты современности: 40-метровый радиотелескоп Йебеса и 30-метровый телескоп IRAM, расположенные в Испании и Франции соответственно. Благодаря их сверхчувствительности, специалисты смогли выявить двенадцать четких спектральных линий, которые в точности совпадали с лабораторными замерами эритрулозы. Местом назначения их наблюдений стало массивное молекулярное облако G+0.693−0.027, которое кипит от химических реакций вблизи центра нашей галактики.

Самым поразительным аспектом этого открытия стало то, что оно полностью переворачивает устоявшиеся представления о химической эволюции космоса. До этого момента астрохимики считали, что сложные молекулы строятся постепенно, как конструктор, путем последовательного добавления одного атома углерода за другим. Логично было бы предположить, что более простые трех-углеродные сахара должны встречаться чаще, чем их более сложные четырех-углеродные собратья.

Однако реальность преподнесла сюрприз: эритрулоза, содержащая четыре атома углерода, оказалась как минимум в восемь раз более распространенной в этом облаке, чем простые трех-углеродные сахара, которые, к слову, ученым так и не удалось там обнаружить. Более того, совместная работа с химиками из Университета Эстремадуры и Нидерландов позволила найти теоретическое объяснение этому феномену. Оказывается, эритрулоза может эффективно образовываться прямо на поверхности ледяных пылинок, из которых состоят облака, из простейших двух-углеродных молекул спиртов и альдегидов, минуя стадию создания трехзвенных цепочек. Это указывает на существование совершенно иного, неожиданного химического пути в космосе.

В чем же заключается практическое значение этого открытия для науки? Прежде всего, оно дает мощный аргумент в пользу теории о космическом «засеве» нашей планеты. Основываясь на измеренной концентрации эритрулозы в облаке, исследователи смоделировали ситуацию, которая разворачивалась миллиарды лет назад.

Согласно их расчетам, во время так называемой поздней тяжелой бомбардировки, когда около 4 миллиардов лет назад на молодую Землю обрушился дождь из астероидов и комет, на ее поверхность могло попасть от полумиллиона до 50 миллионов тонн этого сахара. Таким образом, космос мог стать тем самым «суповым набором», который снабдил древнюю Землю необходимым строительным материалом для запуска первых биохимических реакций.

Находка эритрулозы в межзвездном пространстве не является финальной точкой, но открывает захватывающую перспективу для будущих исследований. Теперь, когда ученые знают, что сложные сахара могут существовать в космосе, у них появляется надежда обнаружить там и другие ключевые молекулы, например, рибозу, которая является неотъемлемой частью рибонуклеиновой кислоты (РНК). Многие астробиологи считают РНК первой молекулой, способной к самовоспроизведению, и нахождение ее компонентов за пределами Земли станет еще одним весомым доказательством того, что жизнь во Вселенной может быть распространенным явлением.

В результате этого открытия ученые доказали, что космическое пространство является гораздо более сложной химической фабрикой, чем считалось ранее, и способно создавать ключевые биомолекулы, используя обходные, доселе неизвестные пути. Это не только решает одну из загадок происхождения земных сахаров, но и кардинально меняет наши представления о химической эволюции галактики. Теперь у нас есть прямое доказательство того, что сложный сахар, эритрулоза, может естественным образом синтезироваться в межзвездных льдах, предоставляя альтернативный источник органики для зарождающихся планетных систем.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях