У передовій лабораторії Орхуського університету та в міжнародному європейському центрі в Угорщині (HUN-REN Atomki) дослідники Серджіо Іопполо та Альфред Томас Хопкінсон проводять новаторські експерименти.
У невеликій камері ці два вчені відтворили середовище, що існує в гігантських хмарах пилу, що знаходяться за тисячі світлових років від Землі. Це непросте завдання.
Температура в цих областях становить -260°C. Тиск практично відсутній, а це означає, що дослідникам доводиться постійно відкачувати частки газу, щоб підтримувати наднизький вакуум.
Вони моделюють ці умови, щоб спостерігати, як частинки, що залишилися, реагують на випромінювання, так само як це відбувалося б у реальному міжзоряному середовищі.
«З ранніх експериментів ми вже знаємо, що прості амінокислоти, такі як гліцин, утворюються в міжзоряному просторі. Але нас цікавило, чи утворюються складніші молекули, такі як пептиди, природно на поверхні пилових частинок до того, як вони візьмуть участь у формуванні зір і планет», — каже Серджіо Іопполо.
Пептиди - це амінокислоти, пов'язані між собою у короткі ланцюжки. Коли пептиди з'єднуються друг з одним, вони утворюють білки, які необхідні для життя у тому вигляді, як ми його знаємо. Тому пошук попередників білків має життєво важливе значення у пошуках походження життя, пояснює він.
Два дослідники помістили гліцин в камеру, опромінили його аналогами космічних променів, отриманими за допомогою іонного прискорювача HUN-REN Atomki, і проаналізували результати, які вони опублікували в журналі Nature Astronomy.
«Ми побачили, що молекули гліцину почали реагувати одна з одною, утворюючи пептиди та воду. Це вказує на те, що той самий процес відбувається у міжзоряному просторі», – каже Альфред Томас Хопкінсон. «Це крок до створення білків на частинках пилу, тих же матеріалах, які пізніше утворюють кам'янисті планети».
Де народжуються зірки
Серджіо Йопполо, Альфред Томас Хопкінсон та їхні колеги з Орхуського університету вивчають та імітують гігантські пилові хмари між зірками, оскільки саме в них зароджуються нові сонячні системи.
«Раніше ми вважали, що у цих хмарах можуть утворюватися лише дуже прості молекули. Передбачалося, що складніші молекули формуються набагато пізніше, коли гази починають зливатися в диск, який, зрештою, стає зіркою», — пояснює Серджіо Іопполо.
"Але ми показали, що це явно не так".
Це відкриття має важливе значення, оскільки воно припускає, що цих важливих молекул у Всесвіті набагато більше, ніж вважалося раніше.
«Зрештою ці газові хмари колапсують у зірки та планети. Поступово ці крихітні будівельні блоки потрапляють на кам'янисті планети в межах новоствореної сонячної системи. Якщо ці планети опиняться в зоні, що придатна для життя, то існує реальна ймовірність того, що на них може зародитися життя», — каже Серджіо Іопполо.
«Проте ми досі точно не знаємо, як зародилося життя. Але такі дослідження, як наше, показують, що багато складних молекул, необхідних для життя, створюються природним чином у космосі».
Універсальна реакція
Може здатися, що відкриття того, що пептиди утворюються природним чином із найпростіших амінокислот у космосі, є незначним. Проте хімічний процес, за якого амінокислоти зв'язуються, універсальний. Це говорить про те, що та ж реакція, ймовірно, відбувається і з іншими складнішими амінокислотами, пояснює Альфред Томас Хопкінсон.
«Всі типи амінокислот зв'язуються в пептиди за допомогою однієї й тієї реакції. Тому цілком імовірно, що інші пептиди також природно утворюються в міжзоряному просторі», — каже Хопкінсон. "Ми ще не вивчали це, але, ймовірно, зробимо це в майбутньому".
Амінокислоти та пептиди - не єдині будівельні блоки, необхідні для життя; мембрани, нуклеооснови та нуклеотиди також необхідні. Чи утворюються вони також природним чином у космосі, залишається невідомим, але Серджіо Йопполо, Альфред Томас Хопкінсон та їхні колеги з Центру міжзоряного каталізу, що фінансується Данським національним дослідницьким фондом, старанно працюють над тим, щоб це з'ясувати.
"Ці молекули є одними з ключових будівельних блоків життя", - пояснила співавтор, професор Лів Хорнекер, керівник центру InterCat. «Вони можуть брати активну участь у ранній пребіотичній хімії, каталізуючи подальші реакції, що ведуть до зародження життя».
«Ще багато чого належить відкрити, але наша дослідницька група працює над тим, щоб відповісти на якомога більше цих основних питань», — каже Серджіо Іопполо. "Ми вже виявили, що багато будівельних блоків життя вже сформовані, і, ймовірно, в майбутньому ми знайдемо ще більше".
