Астрономи виявили складні молекули в космічному просторі

Атоми змогли вижити в складні для Всесвіту часи формування.

Дослідницька команда з Массачусетського технологічного інституту виявила великі вуглецевмісні молекули у віддаленій міжзоряній хмарі газу і пилу.

Це відкриття має важливе значення, оскільки результати вказують на те, що складні органічні молекули, у складі яких є вуглець і водень, могли існувати в холодній газовій хмарі, яка стала колискою нашої Сонячної системи.

Крім того, ці молекули зберігалися до формування Землі, що важливо для розуміння ранніх етапів виникнення життя на нашій планеті.

Виявлена молекула називається пірен – поліциклічний ароматичний вуглеводень (ПАВ), що являє собою з’єднання з кілець вуглецевих атомів.

Хімічний склад вуглецю є основою життя на Землі. ПАВ широко поширені в міжзоряному середовищі, що робить їх ключовими в теоріях про виникнення вуглецевого життя на нашій планеті. Хоча відомо про безліч великих ПАВ в космосі завдяки їх виявленню у видимому та інфрачервоному світлі, конкретні види залишалися невідомими.

На сьогодні пірен вважається найбільшим ПАВ, знайденим у космосі, який складається з 26 атомів. Раніше зазначалося, що такі молекули не можуть вижити в екстремальних умовах зореутворення, де потужне випромінювання новонароджених зірок руйнує складні молекули.

Існувала думка, що молекули з більш ніж двома атомами не можуть існувати в космосі, поки вони не були виявлені. Хімічні моделі також показують, що пірен важко зруйнувати після його формування.

У 2023 році вчені повідомили про виявлення значної кількості пірену в зразках з астероїда Рюгу, припускаючи, що частина цього пірену могла виникнути з холодної міжзоряної хмари, що існувала до появи нашої Сонячної системи.

Команда дослідників виявила 1-ціанопірен – індикатор пірену, який утворюється під час взаємодії пірену з ціанідом, поширеним у міжзоряному середовищі.

Для вивчення молекулярної хмари Тельця (TMC-1) у сузір’ї Тельця використовували телескоп Green Bank у Західній Вірджинії. На відміну від самого пірену, 1-ціанопірен можна виявити за допомогою радіотелескопів, оскільки він випускає радіохвилі.

Кількість виявленого пірену була значною. Це відкриття в молекулярній хмарі Тельця дає змогу припустити, що в холодних темних молекулярних хмарах міститься багато пірену, який згодом бере участь у формуванні зір і сонячних систем.

«Ми поступово збираємо картину розвитку життя на Землі, яка свідчить про те, що життя прийшло з космосу – принаймні, складні органічні молекули, необхідні для його формування», – пояснюють дослідники.

Прості одноклітинні організми з’явилися в палеонтологічному літописі Землі незабаром після того, як поверхня планети охолола до такої міри, що складні молекули перестали випаровуватися. Це сталося понад 3,7 мільярда років тому за приблизно 4,5 мільярда років історії Землі. Для такої швидкої появи простих організмів у літописі скам’янілостей часу для хімічних процесів було недостатньо, щоб почати з простих молекул із двох або трьох атомів.

Нове відкриття 1-ціанопірену в молекулярній хмарі Тельця показує, що складні молекули здатні виживати в суворих умовах Сонячної системи.