30.03.2012

Сложная органика могла образоваться в протопланетном диске

Органические молекулы — потенциальные предшественники жизни на Земле — могли быть синтезированы (хотя бы отчасти) в космосе.

Согласно новым данным, производство необходимых для жизни молекул — часть обыкновенного процесса формирования планет.

С тех пор как сложные органические молекулы были обнаружены в метеоритах и кометах, учёные полагают, что это мог быть один из способов, которым соответствующие вещества попали на пребиотическую Землю. Однако происхождение этих молекул остаётся неизвестным. Возможно, они сформировались в межзвёздном газопылевом облаке, в котором возникли Солнце и планеты. Фред Сьесла из Чикагского университета и Скотт Сэнфорд из Исследовательского центра НАСА им. Эймса (оба — США) показали, что есть ещё один возможный источник этих соединений.

После коллапса межзвёздного облака и образования звезды остаётся материал (протопланетный диск, солнечная туманность), частицы которого постепенно слипаются и формируют планеты. Принято считать, что он химически инертен, то есть не способен к производству органических соединений, поскольку частицы льда, содержащие в том числе аммиак, углекислый газ и водород, получают недостаточно ультрафиолетового излучения — источника энергии для соответствующих химических реакций.

Исследователи позаимствовали методы моделирования у коллег, занимающихся отслеживанием загрязняющих частиц, и выяснили, правда ли, что отдельные льдинки солнечной туманности не сталкивались с УФ-фотонами, обладавшими достаточно высокой энергией.

Дуэт учёл такие переменные, как масса частиц, температура, давление, плотность облака, УФ-потоки и т. д. Судя по результатам моделирования, льдинки вполне могли оказаться в такой точке пространства, где на них обрушивалась короткая вспышка УФ-излучения высокой энергии, из-за которой рвались химические связи и возникали ионы и радикалы. Затем частицу могло унести в область повышенной температуры, где формировались новые связи. Тем самым не исключено образование органических молекул.

«В лабораторных условиях при очень низких давлении и температуре создаётся так называемый астрофизический лёд, в состав которого входят вода и углерод- и азотсодержащие молекулы, — подсказывает г-н Сьесла. — Включаете УФ-лампу и бомбардируете льдинки УФ-фотонами, затем выключаете лампу, слегка нагреваете частицы, анализируете их и выясняете, что таким образом может сформироваться сложная органика: аминокислоты, хиноны и нуклеиновые основания. Тепло, возникающее в процессе формирования планет, вероятно, уничтожит органические молекулы, но нужные соединения будут доставлены другими телами, сросшимися при более спокойных обстоятельствах».

«Самое главное в том, что если мы правильно понимаем процессы, происходившие в солнечной туманности, то образование органических веществ протекало и протекает во всех планетных системах», — подчёркивает г-н Сьесла.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Подготовлено по материалам Королевского химического общества.

Дмитрий Целиков

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА