Глицин найден, в частности, на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко

Сложные органические соединения — повсюду. Они есть на нашей планете, на планетоидах и планетах, находили их и на поверхности комет и в межзвездном пространстве. Но каков процесс их образования в космосе? На днях ученые прояснили это, воссоздав условия открытого космоса. Специалистам удалось получить аминокислоту глицин, направив пучок электронов тонкие пленки вещества в условиях сверхвысокого вакуума и низких температур.

По мнению ряда астрономов и планетологов, именно такие условия являются характерными для образования сложных органических молекул в межзвездной среде, кометах и ледяных спутниках планет. Статья, о которой идет речь, опубликована в журнале The Journal of Chemical Physics, короткое изложение можно найти в препринте здесь.

Глицин, о котором шла речь выше, является одной из основных аминокислот, которая входит в состав большинства известных белков. Он обнаружен на комете Чурюмова-Герасименко стараниями межпланетной станции Rosetta, а также практически в открытом космическом пространстве, в межзвездной среде. Более того, кроме глицина на кометах обнаружено более полутора десятков разных органических соединений, включая спирты, амины, нитрилы, амиды и изоцианаты.

Принято считать, что аминокислоты образуются в ледяных оболочках пылевых зерен в молекулярных облаках или на поверхности льда, укрывающего различные объекты, включая кометы, астероиды и более мелкие. Процесс вызывается действием потоков высокоэнергетических частиц и излучения звезд.

Группа ученых под руководством Майкла Уэллса решила изучить детали процесса, включая прояснение роли нетепловых вторичных электронов. По мнению исследователей, эти частицы имеют важнейшее значение в ходе образования органических соединений. Для проверки своего утверждения было решено испробовать воздействие частиц на пленках с включением углекислого газа, аммиака и метана. Их осаждали на платиновую фольгу в условиях сверхвысокого вакуума при очень низкой температуре — всего 22 Кельвина.

После осаждения пленки облучали высокоэнергетическими частицами (электронами) с энергиями до 70 электронвольт. И уже затем пленки анализировали на предмет содержания в них органических соединений, включая глицин.



Оказалось, что предположение ученых было верным — глицин и другие органические вещества действительно образуются. Правда, частота образования молекулы аминокислоты не слишком высока. Лишь один из 260 электронов высокой энергии способствовал появлению глицина. Специалисты считают, что на одном квадратном сантиметре поверхности льда космического объекта при соответствующих условиях может образовываться до 60 молекул глицина. Если учесть очень долгое время жизни космических объектов вроде комет, можно с уверенностью говорить об образовании большого количества аминокислоты в ряде случаев.

Что касается комет, то органические молекулы, не вмораживаются в лед, как считалось ранее. Во многих случаях они находятся на поверхности космических объектов в виде гранул микроскопического размера. Сторонники панспермии могут быть довольны — есть далеко ненулевая вероятность того, что кометы способствуют образованию первородного «бульона» в водоемах подходящих для поддержания белковой жизни планет. Кстати, кометы, по мнению некоторых ученых, могут приносить с собой и большое количество воды на планеты.

Обнаружение аминокислоты на комете Чурюмова-Герасименко не является из ряда вон выходящим открытием. Зонд Stardust еще в 2009 году проник в хвост кометы Wild 2, собрав там образцы вещества. И в этих образцах тоже был найден глицин.

Эксперименты земных ученых показывают, что сложные органические соединения, включая аминокислоты, могут образовываться едва ли не по всей Вселенной. Условия уже назывались — нужно наличие льда и жесткого космического излучения.