Глицин может образовываться в холодных межзвездных молекулярных облаках

Астрономы регулярно открывают новые и новые органические соединения в разных местах: от регионов звездообразования до атмосфер других планет и спутников в Солнечной системе. Все органические соединения играют разные роли в потенциальном влиянии на жизнь и ее возникновение.

Одним из важных ингредиентов является глицин. Это простейшая аминокислота, без которой жизнь в ее нынешнем виде не может существовать. Но для ее образования необходимо достаточно сильное излучение от звезд, которое провоцировало бы химические реакции. Глицин обнаруживался в разных местах, в том числе в атмосфере кометы Чурюмова-Герасименко.

Предыдущие эксперименты указывали, что глицин образуется в результате реакций с участием интенсивного облучения ультрафиолетом, рентгеновскими лучами, теплом, то есть на более поздних стадиях звездообразования, когда звезда как источник этого излучения уже сформировалась. Но ее же интенсивное излучение может и разрушать аминокислоты. Поэтому ученые во главе с астрохимиком Серджио Иопполо решили отыскать механизм образования глицина без участия облучения, то есть в самых темных и холодных глубинах космоса.

«В лаборатории мы смогли смоделировать условия темных межзвездных облаков, где частицы остывшей пыли покрыты тонким слоем льда, который бомбардируется другими атомами, и это провоцирует разделение частиц и их рекомбинацию в новые соединения», - сказал Иопполо.

Исследование началось с метиламина, который является предшественником глицина. Предыдущие эксперименты показали, что метиламин может образовываться в холодных регионах без участия энергичного излучения. Исследователи взяли лед, обогащенный метиламином, чтобы понять, может ли так же возникать глицин. Они поместили соединение в вакуумную камеру SURFRESIDE2, которая предназначена для исследования поверхностных реакций в межзвездном пространстве.

Систему охладили до минус 260 градусов по Цельсию. И было выявлено, что реакция перехода метиламина в глицин все равно происходит. Затем процесс был взят в качестве основы для модели, прогнавшей его через миллионы лет, которые могут длиться космические процессы. Модель показала, что глицин в таких условиях неизменно образуется в межзвездном пространстве в небольших, но значительных количествах при наличии достаточного времени.

Конечно, это не указывает на то, что глицин может как-то в подобных условиях дальше способствовать возникновению жизни там. Но важен вывод о том, что глицин и метиламин могут образовываться в космосе задолго до старта звездообразования и формирования планет, то есть они могут содержаться в исходном материале и присутствовать на множестве объектов в самой их основе, накапливаясь в астероидах, кометах, планетах.

«После образования глицин также может стать предшественником других сложных органических молекул, - сказал Иопполо. – Следуя тому же механизму, в принципе, другие функциональные группы аминокислот могут формироваться так же. В конечном итоге, этот обогащенный органический материал попадает с самого начала на формирующиеся объекты, включая кометы и планеты. Это дает большее распространение органики, чем можно было себе представить».