Космическая пыль сыграла ключевую роль в зарождении жизни во Вселенной
Крошечные частицы космической пыли могут быть недостающим звеном, которое помогло сформировать жизнь во Вселенной. Эксперимент показал, что она действует как катализатор, ускоряя формирование сложных органических молекул из простых соединений даже в ледяном межзвездном пространстве.
Исследование провела международная группа исследователей из Университета Хериот-Ватт (Великобритания), Йенского университета (Германия) и Университета Вирджинии (США). Результаты их работы опубликованы в The Astrophysical Journal.
Ученые проанализировали реакции между двумя широко распространенными в космосе веществами – углекислым газом (CO₂) и аммиаком (NH₃), ведущие к образованию карбамата аммония. Это соединение считается химическим предшественником мочевины и других молекул, необходимых для жизни. Выяснилось, что такие реакции эффективно протекают только в случае, если поблизости присутствуют частицы пыли.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, ученым пришлось воссоздать условия глубокого космоса в лаборатории. Они создали своеобразные «пыльные сэндвичи»: тонкие слои углекислого газа и аммиака, разделенные прослойкой пористых силикатных зерен, полученных путем лазерного испарения и имитировавших космическую пыль.
Когда образцы, охлажденные до -260°C (средняя температура межзвездных облаков), начали постепенно нагревать до -190°C (условия, наблюдаемые при формировании протопланетных дисков), произошло ключевое событие. Молекулы получили возможность мигрировать по слою пыли и вступать в реакцию, в результате чего и образовался карбамат аммония. Без пылевой прослойки молекулы льда практически не реагировали друг с другом.
Исследователи идентифицировали этот процесс как пример кислотно-основного катализа с переносом протонов. Это первый случай в истории науки, когда такая реакция была зафиксирована в моделируемых космических условиях. «Возможно, именно так природа преодолевает суровые условия космоса и запускает химические процессы, которые в конечном итоге приводят к возникновению жизни», – подчеркнул Мартин Маккостра из Школы инженерных и физических наук Университета Хериот-Ватт.
Исследователи намерены выяснить, могут ли важные для жизни молекулы формироваться аналогичным путем, и происходит ли эта управляемая пылью химия прямо сейчас в протопланетных дисках – колыбелях новых планетных систем.
Ранее исследователи установили, что космическая пыль может быть не плотной и монолитной, а невероятно пористой, напоминая по структуре микроскопическую губку.
Фото J. Jencson/NASA/ESA/CSA/STScI
Самое популярное
