Сколько «кирпичиков жизни» уже найдено в космосе? Учёные посчитали
Учёные нашли основные ингредиенты жизни в астероидах и метеоритах, на Марсе и вокруг молодых звёзд — и все эти открытия сделаны за последние несколько лет, а будущие миссии нацелены на дальнейшие поиски. Но сколько «кирпичиков жизни» уже найдено в космосе?
Сначала важно определить, что считать строительными блоками жизни. Учёные ищут молекулы, похожие на те, что встречаются в земной жизни: белки, РНК и липиды — жирные молекулы, из которых состоят клеточные мембраны. Многие из них обнаружены в миссиях по возврату образцов. Астероид Бенну, доставленный на Землю в 2023 году, содержал все пять нуклеооснований ДНК и РНК и 14 из 20 аминокислот, используемых живыми организмами. Его «собрат» Рюгу тоже дал все пять нуклеооснований, включая урацил, входящий в РНК. Другие методы, например радиоастрономия, ищут эти блоки в далёких уголках космоса.
Астрономы классифицируют найденные молекулы по сложности, начиная с широкой группы «сложных органических молекул» — углеродсодержащих соединений с шестью и более атомами. Из 350 молекул любого типа, обнаруженных в космосе, «около 180 можно отнести к сложным органическим», рассказал Live Science Серхио Иопполо, астрохимик и доцент кафедры физики и астрономии Орхусского университета в Дании. «Эта граница — рабочее соглашение, а не фундаментальное определение сложности». Не все сложные органические молекулы являются блоками жизни, но часть — да. Подгруппа внутри них — «пребиотические» молекулы, которые, по мнению учёных, могли сыграть роль в происхождении жизни. У пребиотической молекулы «нет структурного правила», пояснил Иопполо: разные учёные определяют её немного по-разному. Сам он определил кандидата как молекулу, в обнаружении которой учёные уверены, которая могла бы правдоподобно формироваться и сохраняться без уже существующей жизни и у которой есть задокументированная роль строительного блока, предшественника или промежуточного звена в каком-либо предложенном пути к жизни. По такой оценке, «обнаружено примерно 30 пребиотических кандидатов, хотя точное число зависит от того, где провести черту».
Одни из самых богатых «охотничьих угодий» — молекулярные облака, межзвёздные области газа и пыли, достаточно плотные для формирования молекул. С помощью радиоастрономии Изаскун Хименес-Серра, астрохимик и научный сотрудник Центра астробиологии в Испании, и её команда обнаружили в молекулярных облаках в центре Млечного Пути более десятка пребиотических молекул, включая четырёхуглеродный сахар эритрулозу — первый настоящий сахар, найденный в космосе.
Все молекулы — большие и малые
Однако у размера и сложности молекул, которые могут обнаружить астрономические обзоры, есть предел. Чтобы идентифицировать молекулу, учёные анализируют свет молекулярных облаков, выявляя, какие части электромагнитного спектра поглощены; эти «спектральные линии» служат отпечатком каждой молекулы. «С простыми молекулами это легко. С более крупными видами полосы поглощения перекрываются, и отличить одно соединение от другого практически невозможно, потому что спектры совпадают», — объяснил Иопполо. Это ограничение означает, что, даже несмотря на большое число уже найденных пребиотических молекул, в космосе, вероятно, их гораздо больше. Но если блоки жизни встречаются повсюду, делает ли это находки на Марсе менее впечатляющими? Иопполо считает, что нет: «У нас до сих пор нет ответов на вопрос, сохранился ли унаследованный материал с ранних стадий при формировании звёзд и планет. Высокие температуры, космические лучи, рентген и ультрафиолет способны разрушать сложные молекулы. Поэтому, когда вы слышите, что на Марсе нашли аминокислоты, я всё равно впечатлён».
Какие молекулы ещё ищем?
Есть и более важный вопрос: означает ли обилие этих ингредиентов, что сама жизнь распространена во Вселенной? «Это очень маленькие молекулы, — сказала Хименес-Серра. — Я не хочу, чтобы люди говорили, будто я заявила об обнаружении жизни». Но её воодушевляет возможность образования молекул ещё большей сложности в суровых условиях космоса: «При экстремальных условиях межзвёздного пространства — температурах, близких к абсолютному нулю, и почти вакуумном давлении — можно найти ключевые ингредиенты жизни. Это побуждает нас искать больше таких молекул, например более крупные сахара, такие как рибоза, входящая в состав РНК. Если мы найдём рибозу, это будет означать, что все ключевые ингредиенты жизни могут формироваться ещё до рождения звёзд и планет».
Пока радиоастрономы обозревают небо, предстоящие миссии по возврату образцов могут найти более крупные и сложные молекулы — возможно, даже саму РНК. Почти десять миссий уже запущены или планируются для посадки на каменистые тела и сбора образцов. Японский Hayabusa2, стартовавший в 2014 году и уже собравший образцы с астероида Рюгу, сейчас направляется к ещё двум астероидам, а китайская миссия Tianwen-2 запущена в 2025 году для сбора образцов с околоземного астероида Камоалева. «Тот факт, что пребиотические молекулы есть повсюду в областях звездообразования, означает: при подходящих условиях очень высока вероятность запустить процесс формирования жизни в других местах, — сказал Иопполо. — Мы знаем, что все ингредиенты там есть, но пока знаем только, что мы сами здесь. Мы не знаем, сработало ли это ещё у кого-то».
Источники:
Материал подготовлен на основе интервью Серхио Иопполо и Изаскун Хименес-Серры для Live Science, данных миссий OSIRIS-REx и Hayabusa2, а также исследований молекулярных облаков в центре Млечного Пути.
