Веками человечество размышляло о происхождении жизни и существовании других форм жизни во Вселенной. Недавнее открытие в молекулярном облаке Тельца может приблизить нас к ответам. Ученые обнаружили молекулы с нитрилами — соединениями, которые могли быть важны для формирования жизни.
Молекулярное облако Тельца – это космическая лаборатория химии.
Молекулярное облако Тельца, находящееся примерно в 450 световых годах от Земли, является одним из самых близких к нашей планете. Это облака — плотные скопления газа и пыли, которые часто называют звездными яслями, где рождаются новые звезды. Но эти холодные среды с низкой энергией — не только места рождения звезд, но и активные химические лаборатории.
Ученые применяли современные телескопы, например, на объекте Йебес в Испании, для наблюдения и анализа этого облака. С удивлением обнаружили молекулы малононитрила и малеонитрила. Это нитрилы — органические молекулы с нитрильной группой, состоящей из атома углерода, связанного с атомом азота тройной связью (C≡N).
Эти две молекулы отличаются незначительно химической структурой. Малонитрил (C₄H₃N₃) обладает двумя нитрильными группами, по одной с каждой стороны углеродной основы. У малеонитрила (C₄H₃N₃) атомы углерода и азота располагаются иначе.
Какова роль нитрилов в астрохимии и возникновении жизни?
Нитрилы, например малононитрил и малеонитрил, важны для пребиотической химии, поскольку могут участвовать в формировании нуклеиновых оснований, необходимых для возникновения жизни. Пребиотическая химия изучает реакции до появления жизни на Земле и установила, что нитрилы способны образовывать более сложные молекулы, например аминокислоты и нуклеиновые основания. Из простых молекул, таких как нитрилы, могут образоваться пурины и пиримидины, составляющие ДНК и РНК.
Исследователи заинтересованы нитрилами из-за их химической стабильности. Связь группы нитрильной (C≡N) — одна из самых прочных связей в природе, что делает эти молекулы устойчивыми к разрушению в холодной межзвездной среде с низкими энергиями. Это означает, что они могут оставаться нетронутыми в течение очень долгого времени, даже в суровых условиях космоса, где другие молекулы могут разлагаться.
Обнаружение их в межзвездных облаках, например, в молекулярном облаке Тельца, предполагает возможность сложных химических процессов в космосе, приводящих к образованию молекул, способных участвовать в появлении жизни на других планетах Вселенной.
Распространение этих молекул в других межзвездных облаках позволит обнаружить их в других областях нашей галактики или иных галактиках. Это открывает захватывающие возможности для поиска форм жизни в разных частях Вселенной, даже в среде, отличной от земной.
Проблемы исследования
Ученым пока не удается полностью объяснить межзвездную химию. Например, хоть нитрилы уже нашли, существующие модели не могут точно показать, как эти молекулы образуются в холодных облаках. Ученые постоянно корректируют теории, чтобы соответствовать новым открытиям, поскольку космос регулярно показывает новые молекулы.
Это открытие — лишь начало. Исследования межзвездной химии развиваются быстро, и каждое открытие порождает новые вопросы о происхождении жизни. Получив более полное представление о формировании сложных молекул в космосе, учёные надеются ответить на вопрос: является ли жизнь на Земле уникальной или существуют другие формы жизни во Вселенной?