Исследователи Университета Пенсильвании предполагают, что ключевые компоненты жизни могли образоваться в условиях глубокого холода, а не в теплых лужицах на астероидах.

Научная группа, возглавляемая геоученым Аллисоном Бацыньски и постдоком Опели МакИнтош, исследовала аминокислоты в материалах, полученных с астероида Бенну. Результаты их работы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

С образцом Бенну, доставленным на Землю в результате миссии NASA OSIRIS-REx, проводились тесты, которые показали наличие аминокислот в пыли возрастом 4,6 миллиарда лет. Аминокислоты — это небольшие молекулы, которые соединяются, образуя белки, ключевые компоненты всех живых организмов.

Исследование образца размера всего лишь чайной ложки потребовало от команды использования специализированных приборов для измерения изотопов — легких вариаций массы атомов. Важная цель исследования заключается в поиске ответа на вопрос, где именно формировались эти аминокислоты. Существовало мнение, что они образовались в условиях мягкой водной химии, однако результаты команды из Пенсильвании указывают на более холодные условия.

«Наши результаты переворачивают представление о том, как обычно считалось, что аминокислоты формировались на астероидах», — заявила Бацыньски, ассистент-профессор геонаук в Университете Пенсильвании и один из авторов исследования. «Теперь кажется, что эти строительные блоки жизни могут формироваться в разных условиях, а не только в наличии теплой жидкой воды».

Глубокий анализ образцов

Команда проанализировала крошечный фрагмент материала астероида, сравнив изотопные составляющие. Исследование с использованием высокочувствительных инструментов позволило выявить отдельные аминокислоты, такие как глицин. Эта аминокислота, считающаяся индикатором ранней «допредметной» химии, углубила понимание процессов, протекающих за пределами Земли.

Анализ образцов из Бенну не подвергся контаминации, так как они были получены непосредственно из космоса и хранились в герметичных условиях. Исследователи из Пенсильвании также сравнили аминокислоты Бенну с известными метеоритом Мерчисон, что показало, что образцы из этих двух небесных тел имеют очень разные изотопные сигнатуры. Это позволяет сделать вывод, что исходные материи обеих небесных тел имеют различные химические происхождения.

Холодная химия и ее результаты

Традиционно считалось, что процесс образования глицина в космосе мог происходить через стре́ккер синтез — реакцию в жидкой воде. Однако исследование показало, что в Бенну глицин не совпадает с этой теорией. Ученые предполагают, что аминокислоты могут образовываться в результате радиационной химии в ледяных условиях. Это открытие подразумевает, что такие условия распространены не только на Земле, но и в удаленных областях ранней солнечной системы.

Также следует отметить, что наблюдение различий между зеркальными формами молекул, такими как глутаминовая кислота, поднимает важные вопросы о взаимодействии органических молекул и минералов в космосе. Это может потребовать пересмотра существующих моделей.

Практическое значение исследования

Данное открытие расширяет горизонты для поиска мест, где могут образоваться исходные материалы для жизни, и добавляет важные данные для будущих миссий по возвращению образцов. Изотопные тесты могут указывать на места формирования космических тел и условия, в которых они находились.

Полученные результаты подчеркивают возможность формирования аминокислот в холодных, радиационно активных водах и создают новую парадигму для изучения происхождения жизни в различных частях солнечной системы. Эти находки имеют значение не только для астрофизики, но и для понимания химического разнообразия в процессе возникновения жизни.

Исследование доступно для просмотра в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, что подтверждает растущий интерес ученых к исследованию космических образцов и отмечает важность инновационных методов в этой области.