В межзвездном пространстве впервые обнаружили молекулы сахара: почему-то об этом говорит весь научный мир
Долгое время считалось, что глубокий космос представляет собой враждебную среду для сложных органических соединений. Однако новое открытие ученых заставляет пересмотреть границы химической эволюции Вселенной. В гигантском облаке пыли и газа вблизи центра нашей галактики, где условия более агрессивные, чем на окраинах, обнаружили вещество, которое мы привыкли видеть в совершенно других условиях.
О чем свидетельствует наличие сахара в космосе
Международная группа астрономов зафиксировала наличие сложной молекулы сахара под названием эритрулоза в межзвездном пространстве. Это первый случай, когда подобное соединение обнаружили за пределами нашей Солнечной системы, что добавляет весомых аргументов в пользу теории о космическом происхождении компонентов жизни. Находка была сделана в гигантском молекулярном облаке G+0,693-0,027, расположенном недалеко от центра Млечного Пути, говорится в исследовании, опубликованном в научном журнале Nature Astronomy.
Эритрулоза – это сахар, состоящий из четырех атомов углерода. На Земле это вещество хорошо известно биологам и косметологам: оно содержится в малине и является ключевым ингредиентом средств для автозагара, поскольку помогает коже приобрести золотистый оттенок без воздействия солнечных лучей. Однако с точки зрения фундаментальной науки этот сахар интересен прежде всего как один из возможных предшественников более сложных биомолекул.
Для поиска "сладких" молекул в глубоком космосе исследователи задействовали мощные инструменты: 40-метровый радиотелескоп Йебес в Испании и 30-метровый телескоп Института миллиметровой радиоастрономии (IRAM) во Франции. Аппаратура зафиксировала 12 спектральных линий, которые точно совпадают с лабораторным спектром эритрулозы. Команда под руководством доктора Изаскун Хименес-Серра из испанского Центра астробиологии (CAB) подчеркнула, что этот сахар обнаружили в значительно большем количестве, чем более простые трехуглеродные сахара, которые вообще не удалось найти в том же регионе.
Эта находка стала неожиданностью, поскольку в астрохимии преобладает мнение, что межзвездные молекулы увеличиваются в размерах путем последовательного добавления атомов углерода,
– прокомментировала ведущая автор исследования доктор Изаскун Хименес-Серра из Центра астробиологии Испании.
Ранее ученые уже находили следы сахаров в галактике. Более десяти лет назад в облаке Стрелец B2 обнаружили этилформиат – соединение, придающее малине ее вкус, а рому – специфический аромат. Теперь список космических ингредиентов пополнила эритрулоза, что делает центр Млечного Пути похожим на гигантский малиновый коктейль. Помимо "десертных" ароматов, космос пахнет также поджаренным стейком, порохом, тухлыми яйцами и миндалем – последний запах исходит от смертельно опасного цианида.
Почему это важно
Находка имеет фундаментальное значение для понимания происхождения жизни на Земле. Проблема заключается в том, что сахара – это основа ДНК и РНК, однако их образование в достаточном количестве в условиях ранней Земли до появления жизни остается загадкой.
Лабораторные эксперименты показывают, что без участия сложных ферментов сахара образуются крайне неохотно. В то же время эритрулозу и глюкозу ранее находили внутри метеоритов и астероидов. Это свидетельствует о том, что эти молекулы могли сформироваться еще в протопланетном облаке, из которого родилась наша Солнечная система.
Ученые подсчитали, что в период Позднего интенсивного бомбардирования, который длился примерно 4,1–3,8 миллиарда лет назад, на поверхность Земли могло попасть от 0,5 до 50 миллионов тонн космического сахара. Такой "подарок" с неба мог стать топливом для первых метаболических процессов и формирования механизмов репликации.
Обнаружение эритрулозы чрезвычайно воодушевляет, поскольку оно открывает возможность обнаружения в космосе других сахаров, таких как рибоза, входящая в состав РНК, и других важных для зарождения жизни молекул,
– добавил соавтор исследования Карлос Брионес.
Исследование также показало, что эритрулоза является самой большой нециклической молекулой, идентифицированной в межзвездной среде. Она содержит 14 атомов и относится к хиральным молекулам – соединениям, которые невозможно сопоставить с их зеркальным отражением. Это свойство имеет решающее значение для биологических процессов на Земле, где жизнь использует преимущественно "левосторонние" или "правосторонние" версии определенных молекул.
Результаты работы испанских ученых и их коллег из Нидерландов доказывают, что сложные органические соединения могут эффективно образовываться на поверхности межзвездных пылинок даже при экстремально низких температурах. Это означает, что химическая эволюция начинается задолго до появления планет. Несмотря на суровые условия космоса, жизнь могла получить свой первый строительный материал именно из этих далеких облаков, что делает нас в некотором смысле частью большого галактического рецепта.