Ми знайшли у космосі цукор.
Але це не той білий цукор-пісок, який зберігається у вас у кухонній шафі. Це еритрулоза. Чотирьохвуглецевий цукор. Він знаходиться в молекулярній хмарі неподалік центру Чумацького Шляху, в конкретній області G+0.693-0.027.
Це змінює наше уявлення про те, як зародилося життя.
Сахари складають каркас ДНК та РНК. Без них ці молекули просто не здатні утримувати свою структуру. Однак у нашій поточній теорії є пробіл. Лабораторні експерименти показують, що рання Земля не виробляла достатньо цукру самостійно, щоби запустити процеси зародження життя. Звідки він узявся?
Метеорити вже давали нам натяки. У матеріалах астероїдів було виявлено рибозу та глюкозу. Це вказувало на те, що вихідна сировина сформувалася в давній хмарі, що породила нашу Сонячну систему. Але досі ми ніколи не спостерігали цукор безпосередньо у міжзоряному просторі.
Тепер ми це зробили.
Як вчені виявили міжзоряну еритрулозу
Команда вчених не діяла навмання. Вони слухали космос.
Використовуючи 40-метровий радіотелескоп в Ібесі та 34-метровий телескоп IRAM, дослідники сканували небо у пошуках спектральних ліній. Це хімічні відбитки пальців. Світло, що поглинається молекулами, залишає унікальний візерунок.
Знайдено дванадцять конкретних ліній. Вони ідеально збіглися з лабораторним спектром еритрулози.
Ось чому це важливо для всіх, хто цікавиться виявленням еритрулози в міжзоряному просторі:
- Це кетозу. Саме — єдина з чотирма атомами вуглецю.
- Її концентрація як мінімум у вісім разів вища, ніж у порівнянних тривуглецевих цукрів.
- А тих самих тривуглецевих цукрів там взагалі не виявилося.
Ведучий автор дослідження Ісакупен Хіменес-Серра з дослідницького центру CAB визнає, що цей факт став для них несподіванкою. Стандартне правило в астрохімії свідчить, що молекули зростають, приєднуючи по одному атому вуглецю за один раз. Послідовно. Крок за кроком.
Еритрулоза порушує цей шаблон. Вона з’явилася у вигляді більшої структури, ніж очікувалося.
Експерименти разом із колегами з Університету Екстремадури та Університету Радбауда показали механізм цього процесу. Прості двовуглецеві спирти та альдегіди змішуються у міжзоряному льоду. Вони готуються. І формується еритрулоза.
Тут нема магії. Це – хімія. Холодна, темна та ефективна хімія.
Де цей цукор вписується у картину походження життя?
Навіщо шукати цукор у космосі?
Тому що Земля зазнавала атаки. У період з 4,1 до 3,8 мільярда років тому на планету обрушилося Пізнє важке бомбардування. Скелі. Лід. Комети. Все це з величезною швидкістю врізалося в нашу планету.
Це дослідження припускає, що ці удари доставили на Землю більше, ніж воду. Вони принесли цукор.
Дослідники розрахували поширеність еритрулози у тому хмарі. Екстраполюючи ці дані на період бомбардування, вчені з’ясували, що Земля могла отримати від 500 000 до 50 мільйонів тонн еритрулози.
Це величезна кількість цукру для молодої планети, яка намагалася створити клітки.
Це надає альтернативну лінію постачання. Замість того, щоб чекати, поки Земля самостійно синтезує свої попередники, можливо, Всесвіт доставив їх сам. Це відповідає інтересам тих, хто шукає інформацію про те, як міжзоряні молекули сприяли розвитку до abiотичної хімії на Землі.
Карлос Броньєс, співавтор статті, бачить у цьому двері. Якщо там є еритрулоза, то може бути і рибоза. Рибоза є ключовим компонентом РНК.
«Виявлення еритрулози відкриває можливість знайти у космосі та інші важливі походження життя молекули».
Чому це кидає виклик попереднім астрохімічним моделям
Усталена думка передбачала лінійне зростання. Додати вуглецю. Додати вуглецю. Повторити.
Це відкриття передбачає наявність «обхідних шляхів». Складні цукри можуть формуватися з простих двовуглецевих блоків, минаючи проміжні етапи, які ми вважали обов’язковими.
Це ставить під сумнів ідею про те, що розмір молекули у міжзоряному середовищі безпосередньо корелює з часом її утворення чи складністю.
Для тих, хто запитує, які цукру з більшою ймовірністю будуть знайдені в метеоритах порівняно з міжзоряними хмарами, відмінності стають чіткішими. У метеоритах знайдено рибозу та глюкозу. У міжзоряному просторі – еритрулоза. Розподіл невипадковий. Воно відбиває місця та умови, у яких ці молекули формувалися задовго до того, як потрапили на тверді тіла.
Що далі в дослідженнях походження життя
Стаття була опублікована в журналі Nature Astronomy. Список авторів довгий, представників багатьох інститутів. Фінансування було надано за грантом ERC OPENS. Робота фундаментальна та надійна.
Але вона ставить більше запитань, ніж дає відповіді.
Якщо еритрулоза така поширена, чому рибоза настільки рідкісна у цих конкретних скануваннях? Вона прихована? Знищено? Чи вона утворюється лише за інших умов?
Можливо, наступного разу ми знайдемо решту «рецепту».
Всесвіт – це не порожній простір. Це – лабораторія. І вона готувала інгредієнти для життя ще до того, як зійшло Сонце. Ми лише вчимося розпізнавати ці уподобання.
