«Набор юного химика» для новорожденных планет: Астрономы нашли в звездной колыбели ключ к зарождению жизни

Астрономы недавно исследовали газовое облако еще не родившейся звезды в поисках химического вещества, которое может засеять будущие планеты основными ингредиентами для жизни.

Астроном Юйсинь Линь с коллегами обнаружил органическую молекулу под названием метанимии, рассеянную по плотному сгустку газа и пыли в 554 световых годах от нас. Это облако, обозначенное как L1544 и находящееся в Тельце, однажды станет звездой с системой планет. И если Линь и его коллеги правы, эти экзопланеты могут сформироваться, уже имея при себе «стартовый набор» органических молекул вроде метанимина — благодаря химическим реакциям, которые прямо сейчас идут в холодном, дремлющем молекулярном облаке.

Астрономы находили метанимин в самых неожиданных уголках Вселенной: от горячих и турбулентных ядер новорожденных звезд до ледяных крупинок, дрейфующих в межзвездном пространстве. Одно из самых интересных мест, где обнаружили метанимин — это так называемое предзвезное ядро: плотный узел газа и пыли, готовый вот-вот схлопнуться под собственной гравитацией, чтобы дать жизнь новой звезде. Представьте себе предзвездное ядро вроде L1544 как все ингредиенты для звездной системы — требуется лишь небольшая сборка.

«Стартовый набор» для органической химии

Метанимин — довольно простая молекула по меркам органической химии. Она находится примерно на полпути в цепочке реакций между горсткой разрозненных атомов и аминокислотой (одной из тех крупных органических молекул, что соединяются, образуя белки). И даже если разобрать молекулу метанимина на части, у вас все равно останутся ключевые для химии жизни элементы: углерод, водород и азот.

Понимание того, как такие молекулы, как метанимин, формируются в предзвезных ядрах, может пролить новый свет на то, как планетные системы получают свои «стартовые наборы» для органической химии — от сырых элементов до сложных молекул вроде аминокислот.

Потенциально обитаемые миры: требуется сборка

Для того, что по сути является эмбриональной формой массивной звезды, L1544 — на удивление спокойное место. Оно входит в состав Молекулярного Облака Тельца, где другие плотные сгустки вещества уже схлопываются под собственной гравитацией, формируя новые звезды. Но пока L1544 остается тихой заводью. Вещество постепенно падает с более теплых краев сгустка к холодному, плотному центру, но это очень медленный дождь — что-то вроде затишья перед термоядерной бурей звездообразования.

Внешние, менее плотные, но более теплые слои облака — вот где, по-видимому, образуется большая часть метанимина. По мере того как вещество из этих внешних слоев падает внутрь, к центру, метанимин распределяется по большей части предзвездного ядра. Это означает, что метанимин, скорее всего, будет продолжать формироваться вплоть до момента коллапса — и часть его, вероятно, останется во внешней части того, что однажды станет планетным диском, вращающимся вокруг новорожденной звезды.

По мере того как планеты постепенно формируются из этого диска, многие из них могут получить встроенные «базовые ингредиенты» для аминокислот. И если какая-то из них окажется обитаемой, эти молекулы в конечном итоге смогут дать начало жизни.

«Это демонстрирует, что ключевая добиотическая химия азота и углерода остается активной даже в холодной, спокойной фазе, предшествующей коллапсу, гарантируя, что такие органические предшественники могут быть унаследованы следующим поколением формирующихся звезд и планет», — написали Линь и его коллеги в своей недавней статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters.

Теперь астрономам предстоит выяснить, насколько распространены подобные «пребиотические кладовые» во Вселенной. Если такие сложные молекулы формируются еще до рождения звезды, это означает, что «стартовый набор» для жизни может быть не исключением, а скорее правилом при формировании планетных систем. Открытие в L1544 приближает нас к пониманию того, насколько щедро космос рассыпает семена жизни еще до того, как зажгутся первые звезды.