Вперше астрономи виявили будівельні блоки життя у льоду за межами нашої Галактики.
Серед суміші складних органічних молекул, ув'язнених у льоду, що обертається навколо новонародженої зірки у Великій Магеллановій Хмарі, дослідники виявили етанол, ацетальдегід та метилформіат – сполуки, які раніше ніколи не зустрічалися у формі льоду за межами Чумацького Шляху.
Дослідження опубліковано в The Astrophysical Journal Letters.
Щобільше, інше ідентифіковане з'єднання, оцтова кислота, раніше ніколи не було певно виявлено у льоду десь у космосі.
Відкриття, проведене під керівництвом астрофізика Марти Севіло з Центру космічних польотів імені Годдарда НАСА та Мерілендського університету, передбачає, що компоненти хімії, що дає життя, широко поширені та стійкі по всьому космосу, а не обмежуються нашою Галактикою.
«Завдяки цьому відкриттю, — каже Севіло, — ми досягли значного прогресу в розумінні того, як у Всесвіті виникає складна хімія, і відкрили нові можливості для дослідження того, як виникло життя».
Складні органічні молекули (СОМ) в астрофізичному контексті - це молекули, що містять не менше шести атомів, принаймні один з яких - вуглець. До цієї категорії належать такі молекули, як етанол (CH₃CH₂OH), метилформіат (HCOOCH₃) та ацетальдегід (CH₃CHO), а також більші молекули, такі як ізопропілціанід ((CH₃)₂CHCN).
Вони важливі для вчених, оскільки є хімічними попередниками молекул, з яких будується життя, таких як амінокислоти, цукри та азотисті основи. Таким чином, їхнє виявлення в космосі проливає світло на походження пребіотичної хімії й на те, де ці сполуки-попередники, ймовірно, утворилися ще до народження Землі.
Вчені також хочуть дізнатися, чи є відмінності у розподілі молекул залежно від їхнього розташування. Велика Магелланова Хмара (LMC) - це середовище, що відрізняється від Чумацького Шляху. У ньому міститься приблизно від третини до половини загального вмісту важких металів; в астрономії це означає все, що важче за гелій, тому в LMC, наприклад, менше кисню, вуглецю і кремнію.
Крім того, там набагато менше пилу, що блокує світло, та відносно інтенсивне зіркоутворення, яке наповнює галактику ультрафіолетовим випромінюванням. Звичайно, це порушує питання про те, як утворюються центри мас усередині LMC.
Одна така молода зірка, ST6, знаходиться приблизно в 160 000 світлових років від Землі в супербульбашці N158 - недалеко від знаменитої туманності Тарантул, де відбувається зіркоутворення. Севіло та її колеги направили золоте фасеткове око JWST на цю зірку, поглинаючи середньоінфрачервоне випромінювання крижаної речовини, що обертається навколо неї, щоб визначити хімічні процеси, що відбуваються в ній.
Потім вони порівняли отримані спектри з відомим відбитком COM - базою даних сигнатур різних COM. Ці молекули поглинають світло на певних довжинах хвиль, що створює тіньові лінії спектра, які вчені можуть зіставити з відомими молекулами.
У світлі, зібраному JWST від крижаного пилу навколо зірки в іншій галактиці, дослідники впевнено виявили метанол, ацетальдегід, етанол, метилформіат та оцтову кислоту (CH₃COOH).
До цього виявлення оцтова кислота знаходила у космосі лише у вигляді пари. Виявлення її в замороженому вигляді підтверджує комп'ютерні моделі та лабораторні експерименти, що передбачають її участь у реакціях на поверхні порошинок, які, як вважається, сприяють утворенню пребіотичних сполук у космосі.
Насправді присутність всіх цих молекул дає досить вагомий доказ того, що вони є продуктами хімії на поверхні порошин. Саме тут на частинках космічного пилу утворюється лід, утворюючи тонкі плівки, що покривають кожну крихітну порошинку. Під впливом випромінювання частки усередині цього льоду можуть переміщатися і реагувати друг з одним, утворюючи виявлені вченими центри взаємодії.
Тут, у Чумацькому Шляху, це було б досить цікаво; але отримані результати показують, що навіть за умов бідності металів і впливу радіації, як-от LMC, цей процес усе ще може відбуватися.
Дослідники планують розширити свою роботу на молодші зірки LMC, щоб визначити, чи відбувається аналогічна хімія у всій карликовій галактиці або ST6 є винятком.
«В цей час у нас є лише одне джерело у Великій Магеллановій Хмарі та лише чотири джерела, в яких виявлено ці складні органічні молекули у льодах Чумацького Шляху», — каже Севіло. «Нам потрібно більше зразків з обох джерел, щоб підтвердити наші початкові результати, що вказують на відмінності у змісті молекул у цих двох галактиках».
