В протопланетном диске впервые обнаружены сложные органические молекулы

Фото из открытых источников

Используя Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую антенную решетку (ALMA), группа исследователей под руководством Абубакара Фадула из Института астрономии Общества Макса Планка (MPIA) идентифицировала 17 сложных органических молекул (СОМ) в газопылевом диске, окружающем V883 Orionis, молодую аккрецирующую протозвезду. Среди них этиленгликоль, соединение, родственное антифризу, и гликолонитрил, предшественник аминокислот, таких как глицин и аланин, а также аденин, одно из азотистых оснований ДНК.

Открытие, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, подтверждает гипотезу о том, что строительные блоки жизни уже присутствуют в межзвёздных облаках задолго до рождения звёзд и их планет. Полученные результаты указывают на то, что протопланетные диски наследуют сложные молекулы из более ранних фаз, и что их формирование может продолжаться на стадии диска, объясняет Камбер Шварц, соавтор исследования и научный сотрудник MPIA.

До сих пор астрономы находили простые органические молекулы, такие как метанол, в плотных областях газа и пыли, предшествующих звездообразованию. Обнаружение более сложных соединений в активном протопланетном диске, подобном диску V883 Ориона, указывает на то, что пребиотическая химия переживает бурные фазы звездообразования и обогащается по мере эволюции системы.

Сравнение различных космических сред показывает, что обилие и сложность этих молекул возрастают от областей звездообразования к зрелым планетным системам, говорит Фадул. Это означает, что зародыши жизни могут быть рассеяны по всему космосу, ожидая подходящих условий для интеграции в кометы, астероиды и, в конечном итоге, в пригодные для жизни планеты.

Ключевым аспектом открытия является роль льда в сохранении этих молекул, поскольку химические реакции, приводящие к их образованию, происходят при низких температурах на частицах пыли, покрытых льдом. Обычно они остаются скрытыми до тех пор, пока нагревание, например, вызванное растущей звездой, не высвободит их в газообразную форму. В случае V883 Ориона мощные всплески излучения, вызванные аккрецией вещества на центральную звезду, растопили лёд в удалённых частях диска, что позволило обнаружить их с помощью телескопа ALMA.

Эти всплески достаточно интенсивны, чтобы нагреть области, которые обычно заморожены, высвобождая идентифицированные нами соединения, объясняет Фадул. Интерферометр, расположенный в пустыне Атакама (Чили), зафиксировал слабые радиосигналы, испускаемые молекулами, подтвердив их присутствие.

Исследование ставит под сомнение старую теорию «химической перезагрузки», предполагавшую, что сложные молекулы разрушались в фазе звездообразования и должны были вновь образоваться в протопланетных дисках. Напротив, полученные данные указывают на химическую непрерывность от молекулярных облаков до планетных систем.

«Недавно мы обнаружили, что этиленгликоль может образовываться при ультрафиолетовом облучении этаноламина, молекулы, уже обнаруженной в космосе», — добавляет Тушар Сухасария, соавтор и руководитель Лаборатории происхождения жизни в MPIA. Это подтверждает идею о том, что эти соединения могут возникать на разных стадиях молекулярной эволюции.

Однако некоторые вопросы остаются без ответа. Несмотря на захватывающий результат, мы всё ещё не расшифровали все сигналы в наших спектрах, признаёт Шварц. Будущие наблюдения с более высоким разрешением могут подтвердить наличие ещё более сложных молекул.

Присутствие КОМ в молодых системах, таких как V883 Ориона, наряду с их предыдущим обнаружением в метеоритах и кометах Солнечной системы, подтверждает идею о широком распространении пребиотической химии. Возможно, нам следует исследовать другие области электромагнитного спектра, чтобы найти ещё более эволюционировавшие молекулы, предполагает Фадул. Кто знает, что ещё мы найдём?