Астрофізики знайшли «резервуари» органічних молекул, необхідних для формування основи життя

Великі органічні молекули були виявлені в протопланетних дисках, що обертаються навколо новоутворених зірок.

Доктор Джон Або, науковий співробітник Університету Лідса, який керував дослідженням, говорить, що отримані дані свідчать про те, що основні хімічні умови, які призвели до виникнення життя на Землі, могли існувати більш широко по всій Галактиці.

Подробиці дослідження опубліковані й з’являться в серії Astrophysical Journal Supplement Series. Це одна з 20 статей, в яких розповідається про велике міжнародне дослідження хімії утворення планет. Великі органічні молекули були виявлені в протопланетних дисках, що обертаються навколо новоутворених зірок. Подібний диск колись оточував молоде Сонце, утворюючи планети, які зараз складають нашу Сонячну систему. Присутність молекул важливо, тому що вони є «сходинками» між простішими молекулами на основі вуглецю, такими як оксид вуглецю, в достатку зустрічаються в космосі, і складнішими молекулами, які необхідні для створення і підтримки життя.

Доктор Кетрін Уолш зі Школи фізики й астрономії була однією з п’яти співзасновників, які очолюють розслідування. Програма, що отримала назву «Молекули з ALMA в масштабах формування планет» (або MAPS), використовувала дані, зібрані за допомогою радіотелескопу Atacama Large Millimeter / submillimetre Array (або ALMA) в Чилі.

Доктор Або і його команда, що складається з астрофізиків з 16 університетів по всьому світу, зосередилися на вивченні існування, розташування і достатку молекул-попередників, необхідних для формування життя.

Він сказав: «Ці великі складні органічні молекули знаходяться в різних середовищах космосу. Лабораторні та теоретичні дослідження показали, що ці молекули є «сировинними інгредієнтами» для створення молекул, які є важливими компонентами біологічної хімії на Землі, створення цукрів, амінокислот і навіть компонентів рибонуклеїнової кислоти (РНК) в правильних умовах ».

«Однак багато середовищ, в яких ми знаходимо ці складні органічні молекули, досить далекі від того, де і коли, як ми думаємо, утворюються планети. Ми хотіли більше дізнатися про те, де саме і в якій кількості ці молекули присутні в місцях народження планет – протопланетних дисках », – зазначив він. Дослідження стало можливим завдяки успіхам телескопа ALMA в виявленні дуже слабких сигналів від молекул в найхолодніших областях космічного простору.

У ALMA об’єднана мережа з більш ніж 60 антен, щоб обсерваторія могла виявляти сигнал від цих молекул. Кожна молекула випромінює світло на абсолютно різних довжинах хвиль, створюючи унікальний спектральний «відбиток пальця». Ці «відбитки» дозволяють вченим визначати присутність молекул і досліджувати їх властивості.

Доктор Уолш пояснив: «Потужність ALMA дозволила нам вперше виміряти розподіл і склад матеріалу, який активно будує планети навколо прилеглих молодих зірок. Телескоп досить потужний, щоб робити це навіть з великими складними молекулами, які є попередниками життя ».

Дослідницька група шукала три молекули – ціаноацетілен (HC3N), ацетонітрил (CH3CN) і ціклопропеніліден (c- C3H2) – в п’яти протопланетних дисках, відомих як IM Lup, GM Aur, AS 209, HD 163296 і MWC 480. протопланетні диски знаходяться на відстані від 300 до 500 світлових років від Землі. На всіх дисках видно підписи відбувається всередині них формування планет.

Протопланетний диск, навколишній молоду планету, буде «годувати» її матеріалом в міру її формування. Наприклад, вважається, що молода Земля була засіяна матеріалом в результаті ударів астероїдів і комет, які сформувалися в протопланетному диску навколо Сонця. Але вчені були не впевнені, чи всі протопланетні диски містять резервуари складних органічних молекул, здатних створювати біологічно значущі молекули.

Це дослідження починає відповідати на це питання. Він виявив молекули в чотирьох з п’яти спостережуваних дисків. Крім того, кількість молекул виявилося більше, ніж очікували вчені. Доктор Або сказав: «ALMA вперше дозволила нам шукати ці молекули у внутрішніх областях цих дисків в масштабах, подібних нашій Сонячній системі. Наш аналіз показує, що молекули в основному розташовані у внутрішніх областях, їх зміст від 10 до 100 разів вище, ніж передбачали моделі ».

Важливо відзначити, що області диска, в яких були розташовані молекули, також є місцем утворення астероїдів і комет.

Доктор Або каже, що на цих дисках може відбуватися процес, схожий на той, який, можливо, допоміг зародити життя на Землі – коли бомбардування астероїдами та кометами переносить великі органічні молекули на недавно сформовані планети.

«Ключовий результат цієї роботи показує, що ті ж інгредієнти, які необхідні для зародження життя на нашій планеті, можна знайти й в інших зірок. Можливо, молекули, необхідні для запуску життя на планетах, легко доступні у всіх планетоутворюючих середовищах », – додав доктор Уолш ..

Один з таких питань, які дослідники виявили бажання вивчати, – чи існують в протопланетних дисках навіть складніші молекули.

Доктор Або додав: «Якщо ми знаходимо такі молекули в такій великій кількості, наше нинішнє розуміння міжзоряної хімії передбачає, що слід також спостерігати навіть складніші молекули».

Джерело