Астрономы прояснили обстоятельства зарождения жизни

Астрофизики из Национальной радиоастрономической обсерватории обнаружили в межзвездном пространстве сложное органическое соединение, которое обладает хиральностью. Ученые предложили механизм синтеза подобной молекулы, которое поможет решить проблему гомохиральности жизни на Земле. Исследование опубликовано в журнале Science.

Многие органические молекулы имеют свои зеркальные копии, с которыми их нельзя мысленно совместить. Этим они напоминают правую и левую руку. Про такую молекулу говорят, что она обладает хиральностью (от др.-греч. ???? — «рука»), и это свойство характерно для большинства биологически значимых соединений. Подобные формы были найдены в упавших на Землю метеоритах, а также в веществе комет, однако в межзвездном пространстве они до сих пор обнаружены не были.

Астрофизики с помощью высокочувствительного 100-метрового радиотелескопа Green Bank смогли отыскать в космосе первую сложную органическую молекулу, обладающую хиральностью — окись пропилена. Вещество находится недалеко от центра Млечного Пути в звездообразующем облаке из пыли и газа, известном как Стрелец B2.

Сложные органические молекулы формируются в межзвездных облаках несколькими способами. Например, отдельные соединения могут сталкиваться друг с другом и, сливаясь, образовывать более сложные вещества. Однако, как только появляются такие крупные молекулы, как метанол, такой процесс становится менее эффективным. Чтобы пойти дальше и получить окись пропилена, небольшие кусочки льда, по мнению ученых, должны служить своего рода субстратом, на котором осаждаются малые молекулы. Последние могут соединяться друг с другом, синтезируя более сложные структуры. Получившиеся соединения выпариваются с ледяных гранул и попадают в космическую среду, где вступают в химические реакции с другими веществами.

Полученные данные, однако, не позволяют определить, какая из хиральных форм (энантиомеров) окиси пропилена была обнаружена. Энантиомеры обладают одинаковыми температурами плавления, кипения и замерзания, а также спектрами поглощения. Однако астрофизики полагают, что выяснить это поможет изучение того, как с молекулами взаимодействует лучи поляризованного света.

Обнаружение оксида пропилена открывает путь для дальнейших экспериментов, которые должны помочь понять, как и где образуются хиральные соединения, а также решить проблему гомохиральности. Поскольку в каждом живом существе на Земле содержатся молекулы только одной хиральной формы, то не понятно, каким образом был осуществлен выбор в ее пользу. В то же время, ДНК, например, не могла бы быть стабильной, если бы состояла как из «левосторонних», так и из «правосторонних» энантиомеров. Ученые считают, что их открытие позволяет предположить, что важную роль в гомохиральности сыграло образование органики в космическом пространстве.