Впервые обнаружены изотопы метанола в протопланетном диске — ключ к разгадке происхождения жизни

В газах вокруг молодой звезды HD 100453, расположенной в 330 световых годах от Земли, астрономы обнаружили метанол (метиловый спирт) и его изотопы — редкие варианты молекул с изменённым атомным составом. Это первое в истории науки обнаружение изотопов метанола в протопланетном диске звезды, похожей на Солнце в ранние годы его существования. Результаты исследования были опубликованы 5 июня в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Метанол — важный «строительный блок» для сложных органических соединений, таких как аминокислоты, необходимые для возникновения жизни. Ранее учёные уже находили метанол в дисках других молодых звёзд, но его изотопы удалось идентифицировать впервые.

«Обнаружение этих изотопов метанола даёт нам ключ к пониманию того, как формировались химические компоненты, необходимые для жизни на Земле», — заявила ведущий автор исследования Элис Бут, научный сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Протопланетные диски — колыбель планет и комет

Молодые звёзды часто окружены вращающимися дисками из газа и пыли. Именно из этого материала со временем формируются планеты, спутники и кометы.

Открытие было сделано с помощью данных Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решётки (ALMA) в Чили. Этот мощный радиотелескоп позволяет изучать химический состав и распределение газа в протопланетных дисках ближайших звёзд.

Звезда HD 100453 массивнее Солнца — её масса примерно в 1,6 раза превышает солнечную. Благодаря этому метанол и другие молекулы в её диске остаются в газообразном состоянии на большем расстоянии от звезды, чем это было в молодой Солнечной системе. У менее массивных звёзд диски холоднее, и молекулы там замерзают, превращаясь в лёд, который ALMA не всегда может зафиксировать.

Связь с кометами и доставкой органики на Землю

Учёные обнаружили, что соотношение метанола к другим органическим молекулам в диске HD 100453 похоже на состав комет в нашей Солнечной системе. Это говорит о том, что лёд в протопланетных дисках со временем собирается в кометы, богатые сложной органикой. Впоследствии эти кометы могут сталкиваться с планетами, доставляя на них «кирпичики жизни».

«Наше исследование подтверждает гипотезу о том, что кометы могли сыграть ключевую роль в доставке органических веществ на Землю миллиарды лет назад», — отметил соавтор работы Милоу Темминк, аспирант Лейденского университета (Нидерланды), изучающий протопланетные диски. «Возможно, именно благодаря им на нашей планете смогла зародиться жизнь, включая нас самих».

Это открытие расширяет понимание того, как сложные органические молекулы распространяются в космосе и попадают на планеты. В будущем астрономы планируют искать другие изотопы и органические соединения в дисках молодых звёзд, чтобы лучше понять химическую эволюцию Вселенной и условия, необходимые для появления жизни.

P.S. Если кометы действительно были космическими «почтальонами», доставившими на Землю ключевые элементы жизни, то метанол из диска HD 100453 — это ещё один шаг к разгадке одной из величайших тайн науки: как из простых молекул возникла сложная биология.