11.4М
Впервые в межзвездном пространстве обнаружен сахар: ключевой ингредиент для происхождения жизни?
Международная группа ученых под руководством Центра астробиологии (CAB) в Испании совершила поворотный момент в астрохимии, впервые обнаружив молекулу сахара в межзвездной среде.
Открытие было сделано в гигантском молекулярном облаке, расположенном вблизи центра Млечного пути, и подтверждает теорию о том, что необходимые компоненты для возникновения жизни попали на Землю из космоса.
Этот испанский исследовательский центр — совместный орган Высшего совета по научным исследованиям (CSIC) и Национального института аэрокосмических технологий (INTA) — руководил анализом, результаты которого были опубликованы в престижном журнале Nature Astronomy , выявив присутствие эритрулозы в молекулярном облаке G+0.693-0.027.
Обычный ингредиент в космической пустоте
Несмотря на экзотическое происхождение, это вещество на удивление хорошо знакомо нам в повседневной жизни. Эритрулоза — это моносахарид, или простой сахар, который естественным образом содержится в малине и других красных ягодах, хотя он также широко используется в косметической промышленности в качестве добавки в средствах для загара.
«Наша работа показывает, что сахара могут образовываться естественным образом в космосе», — объясняет Изаскун Хименес Серра, исследователь из CAB и первый автор исследования.
Хотя сложные сахара, такие как рибоза или глюкоза, ранее были обнаружены в метеоритах и астероидах, упавших на Землю, следы сахара, свободно плавающего в холодных областях космоса между звездами, никогда прежде не удавалось зафиксировать.
Эритрулоза относится к семейству кетоз и примечательна тем, что является единственной кетозой с четырьмя атомами углерода.
Кроме того, это хиральная молекула, то есть она имеет трехмерную структуру, которая не может быть наложена на свое зеркальное изображение, подобно тому, как левая и правая руки взаимозаменяемы. Для осуществления этого исторического открытия на расстоянии тысяч световых лет астрономы провели сверхчувствительные спектроскопические исследования с использованием двух мощных инструментов, расположенных на территории Испании: 40-метрового радиотелескопа обсерватории Йебес в Гвадалахаре и 30-метрового радиотелескопа Института миллиметровой радиоастрономии (IRAM), расположенного на Пико-Велета в Гранаде.
Химическая загадка ниже нуля
Анализ данных выявил ситуацию, которая озадачила экспертов: оказалось, что эритрулозы в этом регионе как минимум в восемь раз больше, чем других более простых трехъуглеродных сахаров.
«Этот результат был неожиданным, поскольку наиболее распространенная идея в астрохимии заключается в том, что межзвездные молекулы увеличиваются в размерах за счет последовательного добавления атомов углерода. Поэтому нам пришлось продолжить исследования», — говорит Хименес Серра. Чтобы разгадать эту загадку, команда тесно сотрудничала с химиками из университетов Эстремадуры и Радбоуда в Нидерландах.
Благодаря этим совместным усилиям они обнаружили, что этот сахар образуется не путем добавления атомов углерода по одному, а в межзвездном льду посредством прямого соединения более простых двухъуглеродных органических соединений, таких как спирты и альдегиды.
На основе этого механизма исследователи подсчитали, что во время поздней интенсивной бомбардировки — периода колоссальных столкновений с метеоритами и кометами, происходившего от 4,1 до 3,8 миллиардов лет назад, — ранняя Земля могла получить от 0,5 до 50 миллионов тонн этого космического сахара.
Таким образом, подобная инъекция органического вещества обеспечила бы прочную основу для первых форм клеточной жизни, чтобы они могли сделать свои первые шаги на нашей планете, способствуя как получению энергии, так и процессам размножения. «Обнаружение эритрулозы в молекулярном облаке — это захватывающее открытие, поскольку оно открывает возможность идентификации более крупных сахаров, таких как рибоза, входящая в состав РНК, и других молекул, имеющих отношение к происхождению жизни в межзвездной среде», — заключает Карлос Брионес, соавтор работы и научный сотрудник CAB.