В Самаре начали сборку установки для воссоздания условий дальнего космоса
Ученые регулярно обнаруживают следы органических соединений на разнообразных небесных телах, начиная с астероидов. Но могла ли на них появиться биологическая жизнь? Ответ на этот вопрос должна дать установка, разработанная Самарским филиалом Физического института имени Лебедева РАН (СФ ФИАН) и Самарским университетом имени Королева.
Первые эксперименты на «фабрике» по синтезу биохимических молекул начнутся в Самаре до конца этого года. Установка уникальна тем, что внутри нее для проведения опытов будут максимально точно воссозданы условия дальнего космоса. Ученые рассчитывают, что реализация этого проекта поможет не только в исследовании эволюции «кирпичиков» жизни в Млечном Пути, но и в испытаниях на радиационную прочность перспективных материалов для обшивки космических кораблей.
Установка станет ключевым элементом Центра лабораторной астрофизики Самарского филиала ФИАН. Ее основная часть — камера для создания сверхвысокого вакуума — уже смонтирована, и в настоящее время специалисты перешли к заключительному этапу сборки всей конструкции.
«Главная задача — исследование путей возникновения в нашей Галактике биохимически значимых органических соединений. Мы изучаем, как сложные биохимические соединения, такие как функционализированные ароматические молекулы, образуются в космосе, внутри межзвездных льдов и на поверхности частиц космической пыли», — рассказал директор СФ ФИАН, профессор кафедры физики Самарского университета имени Королева Валерий Азязов.
Внутри установки можно будет воспроизводить условия различных уголков межзвездной среды, начиная холодными молекулярными облаками и заканчивая областями звездообразования. Подавляющую часть экспериментов планируется осуществлять при температурах от 10 до 50 градусов Кельвина (хотя весь возможный спектр, разумеется, будет на порядок больше). Сначала установку очистят от загрязнений или примесей, после чего специальные насосы создадут внутри ее основной камеры сверхвысокий вакуум.
В центре камеры установлено крохотное серебряное зеркальце площадью всего один квадратный сантиметр: на нем будет образовываться тонкая ледяная «мантия» толщиной несколько сотен нанометров — по словам ученых, слой льда именно такой толщины покрывает частицы звездной пыли в космосе. В то же время «мантия» будет появляться при затвердевании не только воды, но и других химических соединений.
Зеркальце станет мишенью, «обстреливаемой» фотонами, электронами и другими частицами, которые провоцируют возникновение биохимических реакций. Причем время реакций сильно сократится: к примеру, десять часов облучения фотонами ледяной мишени на установке будут эквивалентны одному миллиону лет облучения льда фотонами в условиях космоса.
Как отметил директор СФ ФИАН, в мире пока еще нет ни одной лаборатории, которая обладала бы возможностями, создаваемыми этой установкой. Во многом по этой причине в данной научной области, стоящей на стыке нескольких дисциплин — физики, химии, биологии и астрономии, — до сих пор остается много белых пятен.
«Хотя исследования взаимодействия ионизирующего излучения с аналогами межзвездных льдов проводились в течение почти полувека, понимание синтеза сложных органических молекул в межзвездном пространстве до сих пор находится в зачаточном состоянии. Предыдущие исследования были ограничены техническими возможностями и недостаточным уровнем оборудования», — подчеркнул Азязов.
После запуска установки Самарский университет будет считаться мировым центром в сфере исследований зарождения жизни во Вселенной, резюмировал директор СФ ФИАН. По крайней мере, ни в одной другой стране у специалистов не появится для этого столько же возможностей.
