Нещодавно проведене дослідження вказує на те, що хімія, яка стала основою життєвих форм на Землі, могла розпочатися у глибокому космосі. Це відкриття має потенціал пролити світло на одне з найсередніших питань науки: звідки походять молекулярні складові життя?
Aстрономи виявили, що прості органічні молекули присутні в міжзоряних хмарах, а також у метеоритах і кометах. Це свідчить про можливість утворення біологічно важливих сполук у космосі, які можуть потрапити на поверхню планет. Тим не менш, додаткове питання залишалося без відповіді: яким чином амінокислоти можуть об’єднуватися в умовах суворого космосу, формуючи короткі молекулярні ланцюги, відомі як пептиди.
За словами Серджо Іопполо, одного з дослідників з Університету Оргус, команда була зацікавлена в тому, чи можуть більш складні молекули, такі як пептиди, утворюватися природно на поверхні пилових частинок ще до того, як ті беруть участь у формуванні зірок і планет. Нещодавно вони довели, що пептиди можуть дійсно формуватися всередині крижаних частинок пилу, які піддаються радіації в умовах, подібних до космічних.
У рамках лабораторних експериментів дослідники отримали гліцилгліцин — найпростіший діpeптід — охолоджуючи гліцин до наднизьких температур, які імітують крижані покриття космічного пилу. Далі зразок бомбардували високошвидкісними протонами, що стали аналогом космічних променів.
Результати цих досліджень відкривають нові перспективи для розуміння механізмів утворення попередників білків, не вимагаючи наявності рідкої води, яка довгий час вважалася обов’язковою. “Усі види амінокислот з’єднуються у пептиди через той самий реакційний процес. Отже, дуже ймовірно, що інші пептиди також формуються в міжзоряному просторі,” — зазначив співавтор дослідження Альфред Томас Хопкінсон.
Окрім гліцилгліцину, команда виявила утворення звичайної води та її ізотопної форми з деутерієм і різних інших складних органічних молекул. За словами Іопполо, раніше вважалося, що в міжзоряних хмарах могли формуватися лише дуже прості молекули, тоді як більш складні починали виникати на більш пізніх етапах, коли гази конденсувалися в диски, що стали основою для зірок.
Отримані результати свідчать про те, що іонізуюча радіація здатна забезпечити достатньо енергії для розриву та відновлення хімічних зв’язків, що дозволяє амінокислотам, застряглим в льоду, з’єднуватися без рідкої води. Отже, космічне випромінювання виконує роль хімічного двигуна, сприяючи утворенню складних структур в умовах, які раніше вважалися надто холодними для таких реакцій.
Це відкриття значно розширює діапазон середовищ, в яких можуть сформуватися попередники життя. Якщо раніше передбачалося, що синтез пептидів можливий лише в теплих та вологих умовах, таких як океани ранньої Землі, тепер існує ймовірність, що це відбувається також у холодних міжзоряних середовищах.
На завершення Іопполо прокоментував, що з часом ці газові хмари колапсують і перетворюються в зірки та планети, а маленькі будівельні блоки можуть потрапити на кам’янисті планети, які формуються в нових сонячних системах. Якщо такі планети розташовані в зоні життя, ймовірність виникнення життя зростає. Хоча ми ще не знаємо точного механізму, котрий став початком життя, дослідження, подібні до цього, показують, що багато складних молекул, необхідних для існування, утворюються природно в космосі.
Подальші дослідження команди були опубліковані у журналі Nature Astronomy.