Недавнее обнаружение молекулы сахара в межзвездной среде может стать значительным шагом вперед в понимании химической эволюции Млечного Пути и происхождения жизни на Земле. В научном журнале Nature Astronomy было зафиксировано присутствие эритрулозы — сахара, состоящего из четырех атомов углерода, в глубоком космосе.
Астробиология и космическая химия
Согласно Национальной обсерватории (ON), это открытие является результатом исследований в области астробиологии — науки, изучающей возникновение, эволюцию и распространение жизни во Вселенной. Эта тема будет обсуждаться на VI Школе астробиологии Национальной обсерватории (AstrobiON), которая пройдет с 14 по 17 сентября. Регистрация на мероприятие открыта до 4 сентября.
Марсело Боргеш Фернандеш, исследователь Национальной обсерватории и координатор VI AstrobiON, подчеркнул, что данное открытие укрепляет важность астрохимии для осмысления зарождения жизни. Он отметил, что обнаружение сложных химических компонентов в глубоком космосе напрямую связано с целями астробиологии и содержанием, которое готовится к этой сессии AstrobiON.
Значение открытия для науки
По словам Фернандеша, цель школы заключается в том, чтобы приблизить студентов и исследователей к самым свежим данным по данной теме. Он добавил, что они хотят продемонстрировать, как астрохимия и эволюция Млечного Пути связаны с появлением жизни в космосе, приглашая участников обсудить эти новые рубежи.
Выявленная молекула — это эритрулоза, сахар, образованный четырьмя атомами углерода. Хотя на Земле эта субстанция известна благодаря присутствию в ягодах, таких как малина, в космосе ее значение гораздо выше. Национальная обсерватория указывает, что исследователи, изучающие происхождение жизни, стремятся понять, как химия Вселенной может привести к формированию рибозы — сахара из пяти атомов углерода, входящего в структуру РНК и ДНК.
Идентификация эритрулозы доказывает, что существующая в космосе химия способна создавать все более длинные и сложные углеродные цепи полностью абиотическим путем, то есть без участия живых организмов. По мнению ON, этот процесс представляет собой важный химический этап, который потенциально может привести к возникновению жизни.
Методы обнаружения сахара
Несмотря на то, что межзвездная среда крайне холодная и разреженная, огромные молекулярные облака в центральной части Млечного Пути функционируют как естественные лаборатории и ясли звезд, где протекают химические реакции. Для идентификации эритрулозы команда, возглавляемая астрохимиком Изаскун Хименес-Серра из Центра астробиологии Испании, использовала два радиотелескопа, направленных на центр галактики. Примененная методика основывалась на спектроскопии ротационных молекулярных переходов.
Молекулы постоянно вращаются и вибрируют, излучая или поглощая радиацию на определенных частотах. Эти частоты служат уникальным «отпечатком пальца» для каждого химического вещества. Исследователи обнаружили эту радиацию, исходящую от туманности, и сравнили сигнал с данными, полученными ранее в наземных лабораториях, где эритрулоза уже изучалась. Согласно ON, результат показал идеальное соответствие между электромагнитной сигнатурой, зарегистрированной в космосе, и сигнатурой известной молекулы.
Новый парадокс в исследованиях
Несмотря на подтверждение наличия эритрулозы, исследование выявило парадокс, который бросает вызов текущим моделям астрохимии. Радиотелескопы четко идентифицировали четырехуглеродный сахар, однако не обнаружили значительных количеств меньших сахаров, состоящих всего из трех атомов углерода, которые теоретически должны быть более распространенными.
Для Фернандеша это отсутствие представляет собой серьезную научную проблему. Он отметил, что этот «молекулярный вакуум» затрудняет понимание того, как органическое вещество накапливается и развивается в космосе. По мнению исследователя, текущие теории предполагают, что более мелкие молекулы должны появляться чаще. Этот парадокс, по его словам, является тем типом реальной и интригующей проблемы, которую они любят обсуждать на AstrobiON, поскольку он демонстрирует, что в межзвездной среде существуют механизмы молекулярного синтеза, которые еще предстоит расшифровать.
Возможное поступление сахаров на Землю
Подтверждение возможности образования сложных сахарных молекул в космосе еще до рождения звезд и планет также меняет представление о происхождении ингредиентов, необходимых для жизни. Национальная обсерватория сообщает, что оценки показывают, что примитивная Земля могла получить до 50 миллионов тонн этих сахаров во время периода, известного как поздняя интенсивная бомбардировка, когда планету часто бомбардировали метеориты и кометы.
Для ученых, если фундаментальные компоненты для формирования РНК и ДНК присутствуют в молекулярных облаках, распределенных по Млечному Пути, возрастает вероятность того, что так называемый «рецепт жизни» также доставляется в другие формирующиеся планетные системы. Это открытие усиливает важность астробиологии для понимания того, как сложные органические молекулы возникают во Вселенной и как они могут способствовать появлению жизни в различных частях галактики.