Nežemiškoji chemija? Mokslininkai aptiko gyvybę formuojančias molekules aplink jauną žvaigždę

Šį mėnesį astronomai, stebėdami jaunąją žvaigždę V883 Orionis, atrado sudėtingų organinių molekulių jos planetas formuojančiame diske. Tai patvirtina, kad gyvybei reikalingos cheminės medžiagos gali susiformuoti dar prieš uolinių planetų atsiradimą. Iš viso identifikuota 17 molekulių, įskaitant etilenglikolį ir glikolonitrilą – svarbias tarpininkes cukrų ir aminorūgščių, pagrindinių gyvybės blokų, susidarymui.

Gyvybės chemijos laboratorija kosmose

V883 Orionis – jauna žvaigždė už 1300 šviesmečių Oriono žvaigždyne, kurios protoplanetinis diskas įkaista traukiant dujas. 

Įkaitusios dulkių dalelės išlaisvina užšalusias chemines medžiagas, kurios skleidžia radijo signalus, leidžiančius jas identifikuoti. 

ALMA teleskopas aptiko 15 etilenglikolio ir 6 glikolonitrilo „parašus“ – molekules, svarbias cukrų ir aminorūgščių, pagrindinių gyvybės statybinių blokų, susidarymui.

Tokios „šiltnamio“ sąlygos gali sukurti sudėtingas organines molekules dar prieš planetų formavimąsi ir perduoti jas būsimiems pasauliams. Laboratoriniai tyrimai rodo, kad šios molekulės gali virsti cukrumi, aminorūgštimis ir genetinės medžiagos pagrindais, pavyzdžiui, adeninu.

V883 Orionis tyrimai atskleidžia, kaip gyvybės chemija prasideda kartu su žvaigždžių gimimu.

Jauna žvaigždė, senos molekulės

Anksčiau manyta, kad žvaigždžių išsiveržimai naikina paveldėtas molekules, todėl planetų diskai chemiją pradeda iš naujo. Tačiau stebėjimai prie V883 Orionis rodo, kad sudėtingos organinės medžiagos gali išlikti ir būti perduodamos iš ankstesnių etapų.

Paprastos molekulės, kaip metanolis lede, gali išsilaikyti milijonus metų ir virsti sudėtingesniais junginiais, pavyzdžiui, etilenglikoliu. V883 Orionis išsiveržimas įkaitino didelę disko dalį, tad buvo galima stebėti molekulių pokyčius skirtingose zonose – ateities asteroidų juostose ar planetų formavimosi vietose.

Duomenys sutampa su kometų tyrimais: 2016 m. zondas Rosetta aptiko gliciną kometoje 67P, o etilenglikolis rastas kitų kometų uodegose. Kometos saugo senovinę ledo chemiją net 4,5 mlrd. metų, o molekuliniai panašumai rodo, kad gyvybės medžiagos jaunoms planetoms perduodamos reguliariai, o ne retai.

Vis dėlto lieka neaiškumų – dabartiniai modeliai nepaaiškina glikolonitrilo susidarymo, o ALMA beveik neužfiksavo glikoaldehido, galbūt dėl greitų reakcijų, naikinančių jo pėdsakus. Reikės geresnio spektrinio skyrimo ir stebėjimų skirtingais bangos ilgiais, kad būtų atrastos sudėtingesnės molekulės, įskaitant peptidus ar fosfolipidų pirmtakus.

Taip pat nežinoma, ar molekulių pasiskirstymas diske priklauso nuo „sniego linijų“ – tam reikės tikslesnių teleskopų nei ALMA.

Tolimesni V883 Orionis tyrimai

Toliau mokslininkai planuoja stebėti V883 Orionis disko chemijos pokyčius po išsiveržimo, kad sužinotų, kurios molekulės išlieka, o kurios nyksta. Kitos komandos tiria panašias žvaigždes, siekdamos sudaryti organinių molekulių evoliucijos laikotarpį nuo tarpžvaigždinių debesų iki kometų.

Naujos kartos ngVLA teleskopas leis dešimt kartų jautriau aptikti cukrus, peptidus ir kitas gyvybės molekules daugelyje žvaigždėdaros vietų. Jei planetiniai diskai nuo pradžių turi gausias ikigyvybines molekules, formuojamos planetos įgis cheminį „pranašumą“.

Meteorituose, nukritusiuose į Žemę, rasta genetinės medžiagos statybinių blokų, o modeliai rodo, kad kometų smūgiai galėjo atnešti gyvybės pagrindus ir į kitas sistemas, įskaitant V883 Orionis. ALMA duomenys rodo, kad gyvybės ingredientų pristatymas prasideda dar prieš meteoritus, didindamas tikimybę, kad uolinės planetos visoje galaktikoje formuojasi su tais pačiais gyvybės blokais.