В глубинах космоса, в яростных взрывах протозвезд и мириадах звездных систем, скрыты ключи к происхождению жизни, которые ранее считались редкими и уязвимыми для разрушения. Новое исследование показывает, что строительные блоки жизни — сложные органические молекулы — могут быть гораздо более распространены по Вселенной, чем предполагалось ранее.

Ученые обнаружили важнейшие компоненты, входящие в состав живых организмов, в окружении протозвезды V883 Орионис, расположенной всего в 1300 световых лет от Земли в созвездии Орион. Этот объект не просто еще формирующаяся звезда, а своего рода космический «производственный цех», где зарождается не только новая звезда, но и потенциально — условия для появления жизни.

В ходе исследования, опубликованного 23 июля в журнале The Astrophysical Journal Letters, астрономы выявили 17 сложных органических молекул, среди которых этиленгликоль и гликолонитрил. Именно эти химические соединения считаются предшественниками составляющих ДНК и РНК — молекул, содержащих генетическую информацию и управляющих развитием живых организмов.

Этот прецедент вызывает революцию в понимании химической преобретенности космоса. Прежние теории предполагали, что звезды и облака газа во время активных фаз их формирования были настолько агрессивными, что большинство органических молекул разрушались в условиях взрывных процессов, ударных волн и сильного ультрафиолетового излучения. В результате считалось, что такие соединения встречаются только в спокойных областях, таких как кометы или астероиды, богатые органической материей.

Теперь, похоже, все наоборот. Наши результаты предполагают, что такие молекулы могут выживать и даже продолжать образовываться во время стадии формирования протозвезды и протопланетных дисков.

Как поясняет соавтор исследования, астрохимик Камбер Шварц из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия, — «Процессы в протопланетных дисках не только позволяют сохранять сложные молекулы, но и могут способствовать их образованию во время активной стадии формирования звездных систем».

Протопланетные диски — это вращающиеся пластичные облака газа и пыли вокруг молодой звезды. В этих дисках происходит сборка планет, астероидов и комет. Важный аспект состоит в том, что именно в этих дисках формируются условия для формирования органических молекул, необходимых для зарождения жизни.

До недавних пор существовало предположение, что сильные радиационные и ударные волны во время формирования звезд разрушали сложные соединения, препятствуя их накоплению и распространению. Однако новые наблюдения показывают обратное — активность молодого звезды может даже способствовать высвобождению органики из ледяных поверхностей и укреплению химической сложности.

Исследование проводилось с помощью крупнейшего в мире радиотелескопа — Атакамский массив миллиметровых и субмиллиметровых волн (ALMA), который состоит из 66 телескопов, расположенных в Северном Чили. Этот инструмент позволил ученым зафиксировать характерные спектральные линии, указывающие на присутствие сложных молекул внутри протопланетного диска V883 Орионис.

«Эти импульсные излучения свидетельствуют о том, что даже в условиях активной звезды, которая излучает мощные бури радиации, сложные органические молекулы могут существовать и даже формироваться», — говорит Абубакар Фадул, аспирант Института астрономии Макса Планка и главный автор исследования. Он добавляет, что интенсивные выбросы энергии могут высвобождать молекулы из льда и других поверхностей, делая их частью химического «коридора» от межзвездных облаков к формирующимся планетам.

Доказательства многочисленных обнаружений органики в межзвездном пространстве, кометах и астероидах уже много лет подтверждают, что химия жизни присутствует повсюду. Но новый ключевой вывод — сложные молекулы могут выживать и продолжать образование внутри протопланетных дисков, что значительно увеличивает шансы появления жизни на будущих планетах, образующихся в таких условиях.

Это означает, что вероятность возникновения жизни в различных уголках галактики возрастает. В отличие от предыдущих моделей, где предполагалось, что только отдельные планетные системы обладают необходимыми условиями, теперь ученые считают, что химический потенциал к появлению жизни заложен в гораздо большем числе систем.

1. Достигнуть более высокого разрешения в спектроскопии для подтверждения присутствия и стабильности обнаруженных молекул.
2. Исследовать другие протозвездные системы и диски с помощью радиотелескопов для выявления еще более сложных органических соединений.
3. Изучить влияние активных процессов звезды на химические реакции в диске и определить наиболее благоприятные условия для появления жизни.
4. Разработка моделей, предсказывающих распространение органики в различных стадиях звездной эволюции и планетарной системы.

Обнаружение того, что сложные органические соединения могут существовать и развиваться в условиях активных звездных окружений, расширяет горизонты поиска жизни за пределами Земли. В будущем это позволит ученым целенаправленно искать планеты и системы с высоким потенциалом для появления жизни, сосредотачивая усилия на молодых звездных объектах, таких как V883 Орионис.

Современные миссии и телескопы, такие как Джеймс Уэбб, смогут в ближайшие годы детально изучать протопланетные диски и их химический состав, делая возможным обнаружение признаков жизни в самых ранних стадиях формирования планет.

Обнаружение сложных органических молекул в окружении протозвезды, указывающее на их массовое присутствие в космосе, является важнейшим шагом в понимании механизмов возникновения жизни во Вселенной. Эти исследования подтверждают, что химия жизни может быть распространена значительно шире, чем предполагалось, и что условия для появления живых существ могут существовать даже в самых неожиданных уголках космоса.

В будущем ученые надеются продолжить и расширить эти исследования, чтобы ответить на главный вопрос — есть ли жизнь за пределами Земли и как часто она может возникать в нашей галактике.