Науковці з допомогою радіотелескопа ALMA спостерігали зорі, що схожі на дуже молоде Сонце (на дуже ранній стадії їх формування), і виявили сліди метилізоціаната ― хімічного будівельного складника життя. Це перше в історії виявлення цієї пребіотичної молекули біля протозорі сонячного типу. Саме біля зорі такого типу (Сонця) шляхом еволюції газопилової хмари виникла Сонячна система. Це відкриття може допомогти астрономам зрозуміти, як виникло життя на Землі.
Дві групи астрономів використали силу Великої міліметрової / субміліметрової антени Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) в Чилі, щоб виявити пребіотичну складну органічну молекулу метилізоціаната [1] в подвійної зорі IRAS 16293-2422. Одну команду науковців очолювали Рафаель Мартін-Доменек (Rafael Martіn-Domenech) з Центру астробіології в Мадриді (Іспанія) і Віктор M. Рівілла (Víctor M. Rivilla) з Астрофізичної обсерваторії Арчетрі (Флоренція, Італія). На чолі другої були Нільс Ліґтерінк (Niels Ligterink) з Лейденської обсерваторії в Нідерландах і Одрі Кутен (Audrey Coutens) з Університетського коледжу Лондона (Великобританія).
З допомогою радіотелескопа ALMA науковці спостерігали зорі, схожі на дуже молоде Сонце, і виявили сліди метилізоціаната ― хімічного будівельного блоку життя. Це перше в історії виявлення цієї пребіотичної молекули біля протозорі сонячного типу. Нове відкриття може допомогти астрономам зрозуміти, як виникло життя на Землі. На зображенні показано захопливу ділянку зореутворення, де був знайдений метилізоціанат. На вставці зображено молекулярну структуру цієї речовини. Фото з сайту www.eso.org.
«Ця зоряна система продовжує дивувати! Після виявлення цукрів, тепер ми знайшли метилізоціанат. Це сімейство органічних молекул бере участь в синтезі пептидів і амінокислот, що у вигляді протеїнів, як відомо, є біологічною основою життя», ― пояснюють Нільс Ліґтерінк і Одрі Кутен [2].
Можливості ALMA дозволили обом колективам науковців спостерігати молекули в декількох різних і характерних довжинах хвиль по всьому радіодіапазону електромагнітного спектру [3]. Вони знайшли унікальні хімічні «відбитки пальців», які лежать в теплих, щільних внутрішніх ділянках кокону пилу і газу довкола молодої зорі, що перебуває на ранніх етапах еволюції. Кожна команда ідентифікувала і виділила ознаки (сигнатури) складної органічної молекули метилізоціаната [4]. Потім вони виконали на основі отриманих даних хімічне комп’ютерне моделювання і лабораторні експерименти, щоб уточнити наше розуміння походження молекули [5].
IRAS 16293-2422 ― подвійна (кратна) система з дуже молодих зір, що лежать на відстані близько 400 світлових років від Землі у великій ділянці зореутворення під назвою ρ (ро) Змієносця в сузір’ї Змієносця. Нові результати ALMA показують, що газ із вмістом метилізоціаната оточує кожну з цих молодих зір.
Земля й інші планети в Сонячній системі утворені з матеріалу, що залишився після формування Сонця. Вивчення протозорі сонячного типу допомагає астрономам відкривати вікно в минуле і дозволяє їм мати умови, схожі на ті, які привели до утворення Сонячної системи понад 4,5 мільярдів років тому.
Рафаель Мартін-Доменек і Віктор M. Рівілла, перші автори однієї з публікацій, пояснюють: «Ми особливо зворушені результатом, бо ці протозорі дуже схожі на Сонце на початку його життя та сприятливими умовами для формування землеподібних планет. Знайшовши предбіотичну молекулу за результатами цього дослідженні, ми тепер маємо ще один пазл до головоломки з розуміння того, як життя виникло на нашій планеті».
Нільс Ліґтерінк захоплений результатами лабораторних дослідженнями, які підтверджують спостережні дані: «Крім виявлення молекул ми також хочемо зрозуміти, як вони формуються Наші лабораторні експерименти показали, що метилізоціанат справді може утворюватися на крижаних частинках в дуже холодних умовах, схожих на ті, які є в міжзоряному просторі. Це означає, що ця молекула ― і, отже, основа для пептидних зв’язків ― справді, ймовірно, буде присутня поблизу більшості нових молодих зір сонячного типу».
Примітки
[1] В астрохімії під складною органічною молекулою розуміють молекулу, яку утворюють шість або більше атомів серед яких, щонайменше, один є атомом вуглецю. Метилізоціанат містить атоми вуглецю, водню, азоту і кисню (його формула CH3NCO). Це дуже токсична речовина ― основна причина великої кількості смертей після трагічної промислової аварії у Бхопалі (Індія) в 1984 році.
[2] ALMA вивчала систему раніше (в 2012 р.). Тоді було виявлено молекули простого цукру ― глікольальдегід, ще один інґредієнт для життя.
[3] Науковці на чолі з Рафаелем Мартін-Доменек використовували нові й архівні дані протозорі, отримані з великого діапазону довжин хвиль через приймачі ALMA 3, 4 і 6. Нільс Ліґтерінк і його колеги використовували дані протозоряного інтерферометричного лінійного огляду (Protostellar Interferometric Line Survey, PILS) ALMA, який спрямований на картографування складної хімії IRAS 16293-2422 шляхом візуалізації усього діапазону довжин хвиль, які охоплює приймач (Band 7) ALMA на дуже малих масштабах, що еквівалентні розміру Сонячної системи.
[4] Команди виконували спектрографічний аналіз світла протозорі, щоб визначити хімічні компоненти. Кількість виявленого метилізоціаната ― поширеність ― по відношенню до молекулярного водню порівняно з попередніми виявленнями навколо двох великих масивних протозір (тобто в межах масивних гарячих молекулярних осередків Оріон KL і Стрілець В2 Північ).
[5] Група Мартіна-Доменека змоделювала утворення газових крупинок метилізоціаната. Спостережувану кількість молекул можна було б пояснити хімією на поверхні частинок пилу в просторі, а потім з допомогою хімічних реакцій в газовій фазі. Крім того, команда Ліґтерінка, використовуючи кріогенні надвисокі вакуумні експерименти в своїй лабораторії в Лейдені, продемонструвала, що молекула може утворитися при екстремально холодних міжзоряних температурах, аж до 15 К (-258 градусів за Цельсієм).
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
