Ученые смоделировали образование аминокислот в межзвездном облаке и астероидах

Считается, что первые «кирпичики жизни» были занесены на Землю из космоса. Органические молекулы, в том числе амины и аминокислоты, действительно обнаруживаются в составе метеоритов, которые сегодня падают на нашу планету. Большинство метеоритов — фрагменты астероидов, каменистых тел, появившихся еще в эпоху формирования планет.

Теоретически первые аминокислоты могли синтезироваться прямо на астероидах, из более простых соединений, под действием излучения и других факторов космической среды. С другой стороны, они могут быть намного старше, появившись еще в облаке газа и пыли, из которого родилась сама Солнечная система. Чтобы ответить на этот вопрос, ученые из NASA поставили эксперименты, о которых пишут в статье, опубликованной в журнале ACS Earth and Space Chemistry.

Данна Касим (Danna Qasim) и ее коллеги получили смесь льдов, присутствующих в межзвездных облаках, включая твердые фазы воды, углекислого газа, аммиака и метанола. Используя ускоритель частиц, работающий в Центре космических полетов имени Годдарда, образцы бомбардировали высокоэнергетическими протонами, имитируя воздействие космической радиации. Это приводило к образованию свободных радикалов, которые тут же вступали в реакции друг с другом.

Анализ показал, что в итоге в смеси появлялись простые амины (метиламин, этиламин) и аминокислоты (глицин, серин, аланин и бета-аланин). По предположению ученых, такие молекулы, образовавшись в межзвездном облаке, впоследствии могли войти в состав астероидов и продолжить свою химическую эволюцию. Поэтому эксперименты продолжили, имитировав условия, существовавшие на таких небесных телах в молодой Солнечной системе.

Для этого к полученным образцам добавляли воду и то нагревали, то остужали их, запуская характерные для астероидов процессы «водной альтерации». Оказалось, такое воздействие мало влияет на состав аминов и аминокислот. Однако при определенном температурном режиме их количество сильно менялось. Например, в некоторых условиях (при нагревании до 125 °C) количество глицина всего за неделю эксперимента увеличилось вдвое.

Таким образом, время, проведенное древней органикой на астероидах, могло не сильно повлиять на набор этих веществ, но сказалось на их концентрации. По словам ученых, смесь органических молекул, которая образовалась в результате такой последовательности экспериментов, лучше — хотя не идеально — согласуется с тем, что удается обнаружить в составе метеоритов.

Результаты экспериментов служат новым свидетельством в пользу версии о том, что формирование аминокислот и других «кирпичиков жизни» началось еще в межзвездном облаке, до появления Солнечной системы. Затем эти вещества оказались в составе первых ее тел и эволюционировали вместе с ними. И лишь потом начали попадать на совсем еще молодую Землю.