Сложные органические соединения в космосе кратко
Обновлено: 07.07.2024
Сложные органические молекулы, являющиеся строительными камешками аминокислот были обнаружены в открытом космосе международной группой ученых, работающих с комплексом атакамских телескопов ALMA.
реклама:
профнастил н 60 от компании "Стальинвест": высококачественное полимерное покрытие, соответствие ГОСТам и другим общепринятым стандартам, широчайший выбор цветовых вариантов, кровельные и стеновые типы профнастила.
Внимание ученых привлекла область под названием Стрелец B2 - огромное газопылевое скопление, в котором активно происходит процесс формирования звезд. Анализируя аномалии в спектрах от излучения газопылевого облака, были обнаружены сложные органические вещества с разветвленной структурой - так называемый бутиронитрил (нитрил масляной кислоты, изомер пропилцианида). Молекула бутиронитрила имеет довольно сложное строение и состоит из 7 атомов водорода, 4 атомов углерода и 1 атома азота, а ее разветвленная структура косвенно указывает на то, что она может являться основой аминокислот, о важности которых для биологической жизни не стоит и говорить.
Газопылевое облако Стрелец B2
В земных условиях бутиронитрил представляет собой прозрачную плохо растворимую в воде жидкость, которая широко используется в процессах органического синтеза. Соединение относится к классу алкидных цианидов.
Интересно, что существование подобных органических молекул в открытом космосе было предсказано еще в 1980 году, однако вплоть до недавнего времени обнаружить их не удавалось. Ранее при помощи тех же телескопов обсерватории ALMA в облаке Стрелец B2 и прочих газопылевых скоплениях были обнаружены и другие сложные молекулы, в частности аминоацетонитрил, гликолевый альдегид и молекулы воды.
Точно ответить на вопрос каким образом в межзвездном пространстве формируются столь сложные молекулы ученые пока не в состоянии, но по некоторым соображениям органика может образовываться на частичках космической пыли с участием льда и радикалов.
Понимание процесса формирования органического материала на ранних этапах звездообразования является критически важным для возможности понимания постепенного движения и перехода из простых молекул в самую настоящую животворящую химию. Дальнейшие исследования данного вопроса возможно смогут дать ответ на извечный вопрос: Откуда взялась жизнь?
Размышляет доктор Арно Беллоше из Института астрономии общества Макса Планка.
Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка (ALMA)
Умозаключение напрашивается само собой - горячие газопылевые скопления являются местом зарождения не только звезд и планет, но и сложных органических молекул, из которых в конечном итоге может зарождаться жизнь. Однако заявлять подобное пока слишком преждевременно и почти что безосновательно, т.к. данный вопрос требует дальнейших исследований.
Немного пищи для размышлений: скопление Стрелец B2 находится на расстоянии 26 000 световых лет от нас, т.е. мы видим его в прошлом, с опозданием на те же 26 000 лет. Срок, конечно, мизерный во вселенских масштабах, но за это время элементарная органика могла перерасти во что-то более сложное.
В текущем номере научного журнала Nature, ученые сообщают об открытии сложных органических веществ в нашей вселенной.
Результаты исследований показали, что эти сложные органические соединения могут являться не только источником жизни. Они могут производиться естественным путем звездами.
Профессор Sun Kwok и Доктор Yong Zhang из Университета Гонконга говорят, что органическая субстанция, которая находится во вселенной, содержит смесь различных сложных компонентов: кольцеобразные ароматические и цепеобразные алифатические соединения. Эти компоненты настолько сложные, что их структуру можно сравнить со структурой угля или нефти.
На данный момент считается, что эти сложные вещества могли появиться только при наличии живых организмов. Однако, по мнению ученых, в космическом пространстве такие сложные компоненты могли появиться в процессе синтезирования и без наличия форм жизни.
Ученые наблюдали необычный феномен. Они обнаружили следы инфракрасных излучений в звездах, межзвездном пространстве и галактиках. Эти спектральные следы излучений получили название "Признаки Неопознанных Инфракрасных Излучений" (Unidentified Infrared Emission features).
По общепринятой теории считалось, что источником этих признаков были простые органические молекулы углерода и водорода, получившие название "Молекулы полициклических ароматических углеводородов" (polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) molecules).
Однако ученые из Гонконга уверены, что субстанции, генерирующие эти инфракрасные излучения, являются более сложными, то есть имеют более сложную химическую структуру.
Анализируя спектр звездной пыли, которая формируется во взрывающихся звездах, ученые отметили, что создание сложных химических структур происходит здесь за очень короткий период - буквально несколько недель.
Звезды не только самостоятельно производят эти сложные компоненты, но и выбрасывают их в окружающее межзвездное пространство.
12 ноября на поверхность кометы 67P/Чурюмова-Герасименко сел спускаемый аппарат Philae. Он проработал около 60 часов и успел провести предварительные исследования. Один из приборов успел зарегистрировать органические соединения [текст подготовлен 25 ноября 2014 г.] , о чем и написали в официальном пресс-релизе .
Это новость наделала шуму в СМИ и появились вопросы вроде "Что, нашли-таки иноземную жизнь?" Решил разобрать этот вопрос подробнее.
Начнем с истоков: что такое "органика".
В быту принято считать, что это что-то напрямую связанное с жизнедеятельностью организмов, т.е. жизни, но в науке понятие шире. Более того в науке нет однозначного определения что есть, органика. Прежде всего, для органики необходим углерод. Он может создавать бесконечное множество соединений, и если в них участвуют атомы водорода, то такое вещество однозначно считается органическим. Но есть несколько соединений, которые не являются углеводородами, но, тем не менее относятся к органике просто исторически, по традиции. Но мы продолжим разговор только об углеводородах, ведь именно их, скорее всего, и нашел Philae на комете.
Одно из самых простых органических соединений, которого навалом в Солнечной системе - это метан. На Юпитере, к примеру, масса метана примерна равна массе всей планеты Земля. На спутнике Сатурна Титане его поменьше, но хватает для наполнения нескольких морей, рек и облаков, которые регулярно проливаются метановым дождем.
Только на Земле, как считается, метан имеет биогенное происхождение - результат жизнедеятельности микроорганизмов, разлагающих более сложные органические соединения. Считается так потому, что в нашей атмосфере слишком много кислорода, который окисляет метан. Впрочем, осмелюсь предположить, рано или поздно докажут небиологическое происхождение хотя бы части метановых запасов Земли. (И это предположение не проплачено Газпромом, и никак не связано с гипотезой гидридной Земли, если вы понимаете о чем я ;).
На кометах тоже имеется метан, в составе тех летучих соединений, которые испаряются по мере приближения кометы к Солнцу. Регистрировали метан и на Марсе, но в таких ничтожных концентрациях, что пока вопрос открыт. Curiosity, к примеру, так его и не уловил .
Но метан - это так, цветочки. В Солнечной системе летает органика и поинтереснее. Первые намеки на органические соединения в составе кометы, были получены в 1986 году, при исследовании кометы Галлея группой космических аппаратов, включавших в себя в том числе советские "Веги".
Позже, в 1996 году, при дистанционном исследовании с Земли инфракрасными и радиотелескопами, у кометы C/1996B2 Hyakutake определили выделения метанола, метилцианида, цианида водорода, формальдегида, метана, этанола и этана.
Наконец миссия Stardust смогла доставить частички кометной пыли на Землю. Как оказалось, комета 81P/Wild 2 оказалась далеко не такой простой, как ожидалось от кометы. Результаты анализов добытой пыли привели к некоторому переосмыслению того, что такое вообще кометы. Ранее казалось, что кометы и астероиды - это обособленные тела, которые формировались различными путями в различных регионах протопланетного облака. Теперь же оказалось , что пылевые частицы комет практически идентичны составу углеродсодержащим метеоритам С-класса.
Эти же метеориты, особенно группы CI, CM, и CR, содержат в себе богатейший набор сложных органических соединений, в в том числе пуриновые и пиримидиновые азотистые основания, которые в земных организмах являются структурными единицами хранения информации в РНК и ДНК. Характерно, что эти метеориты даже внешне похожи на уголь, за что и называются, зачастую "углистыми". Кометные ядра точно так же имеют очень темный цвет.
Исследование углистых метеоритов выявило целый спектр различных аминокислот и сложных органических соединений. Причем ученые подчеркивают, что их открытие не является результатом загрязнения образцов на Земле. Это было установлено по ряду факторов: некоторые найденные аминокислоты не формируются на Земле; метеориты подобранные во льдах Антарктиды и в пустыне Австралии не продемонстрировали разницы в содержании углеводородов; изотопное соотношения легкого водорода и дейтерия в молекулах отличалось от земных типов.
Сегодня ученые приходят к выводу, что некоторые астероиды, которые обнаружены на данный момент в Солнечной системе, являются "спящими" кометами или ядрами комет, которые исчерпали запасы летучих соединений или затаили их глубоко под поверхностью.
Другой неожиданный факт, правда не связанный напрямую с органикой, состоит в том, что, как метеориты C-класса, так и частички кометной пыли содержат в себе минералы, которые образовывались при высокой температуре свыше 1000 градусов Цельсия. Это никак не согласуется с ранней гипотезой, что кометы образовывались на окраине Солнечной системы, в ходе конденсации газов. Поэтому-то интересна не только органика, а вообще все, что там нашел на 67P/Чурюмова-Герасименко наш малыш "Филька", и как придется переписывать учебники после интерпретации полученных им данных.
Чтобы не пропускать новые посты, подпишитесь на мои страницы в соцсетях: в Zen, ЖЖ , Facebook , Вконтакте , Twitter .
Поддержать выход новых постов можно через сервис Patreon . Другие способы оказать поддержку.
Правда воду на Марсе нашли, но в то же время её нашли и на Луне и на Меркурии, и на многих других телах Солнечной системы, и сейчас воду уже не считают важным признаком жизни.
На Красную планету и ранее отправлялись приборы, для обнаружения органических соединений. Так ещё в 1976 году газовые хроматографы на борту спускаемых аппаратов Viking 1 и 2 показали содержание органических хлорметанов в образцах грунта.
При этом ученые надеялись найти гораздо более богатую и сложную органику, подобную метеоритной, и удивились её отсутствию. Но тогда ещё не хватало полноты данных о составе грунта, поэтому хлорметаны сочли земным загрязнением, а полное отсутствие аминокислот долго оставалось загадкой. Только спустя 34 года удалось перепроверить данные и убедиться, что прибор показал действительно марсианский хлорметан, т.е. органическое соединение. Хлорметаны не содержались в грунте в готовом виде, а стали результатом взаимодействия разогретых перхлоратов и более сложной марсианской органики.
Перхлораты — это соли хлорной кислоты, очень сильный окислитель, который даже используют в ракетном топливе и взрывчатке. Судя по всему, они распространены практически по всей марсианской поверхности, поэтому идея сажать в марсианском грунте картошку и поливать водой — не самая удачная, особенно внутри жилого модуля.
Один из самых известных шерготтитов — Allan Hills 84001. Этот метеорит сформировался как часть марсианской поверхности 4 млрд лет назад, отправился в космический полёт 17 млн лет назад и упал на Землю 16 тыс лет назад. Примерно 25 лет назад в нём нашли окаменелые структуры похожие на бактерии.
Перхлораты же Марса сумел обнаружить только аппарат Phoenix в 2008 году. Его отправили в приполярные регионы, туда, где ожидалось найти подповерхностный водяной лед.
Таким образом, за тридцать лет удалось точно установить, что марсианская органика существует, и понять, какие условия мешают её исследованию на месте. С этим знанием открылся новый этап исследования Марса.
Читайте также: