Детские планеты замаринованы в живительном цианидном супе

Новое исследование показало, что Вселенная может изобиловать молекулами, необходимыми для жизни. Результаты получены на основе наиболее полных из когда-либо составленных карт типов и местоположений химических веществ в газе и пыли, окружающих новорожденные звезды.

Звезды возникают из огромных облаков газа и пыли, которые под собственным весом превращаются в дискообразные структуры. Центры этих дисков нагреваются за счет трения и повышенного давления, пока они не воспламеняются в звезды, работающие на термоядерном синтезе, в то время как окружающее вещество медленно сливается во все более крупные куски.

«В течение некоторого времени мы знали, что планеты образуются в виде дисков вокруг молодых звезд и что эти диски содержат молекулы, представляющие интерес для предсказания будущего состава планет», — сказала Карин Оберг, астрохимик из Гарвардского университета в Кембридже, штат Массачусетс.

Несколько лет назад Оберг и ее коллеги решили использовать Атакамский большой миллиметровый / субмиллиметровый телескоп (ALMA), телескоп в Чили, который видит радиочастоту электромагнитного спектра как часть молекул с ALMA на планетообразовании. Программа «Весы» (MAPS).

По словам ученых ALMA, из-за своей формы и связей внутри них различные химические вещества вибрируют уникальным образом, создавая контрольные сигнатуры, которые может улавливать ALMA. Команда исследовала пять протопланетных дисков возрастом от 1 до 10 миллионов лет в пределах нескольких сотен световых лет от Земли.

«Это означает, что они находятся в эпоху активного формирования планет», — сказал Оберг. MAPS определяет не только конкретные молекулы в протопланетных дисках, но и их местоположение. «Планеты могут формироваться на разных расстояниях от звезды», — сказал Оберг, поэтому важно знать, какие химические вещества доступны в каждом месте для создания этих будущих планет.

Поразительные 20 статей из этого обширного картографического проекта публикуются в специальном будущем выпуске The Astrophysical Journal Supplement Series; Первый из этих документов был размещен на сервере препринтов arXiv 15 сентября. «Что удивительно, так это то, что есть несколько частей, а не один большой ответ», — сказал Оберг.

«Я думаю, что все 20 статей представляют собой разные части головоломки». Одним из самых захватывающих открытий для нее было обилие и распространение класса молекул, известных как цианиды. По ее словам, простейший член этого семейства, цианистый водород, обычно считается ядом, хотя многие теории происхождения жизни включают основную роль этого химического класса.

«Наблюдение за ними в большом количестве означает, что планеты формируются в виде супа, который мы хотели бы видеть», чтобы способствовать возникновению жизни, — добавил Оберг. Цианиды также имели тенденцию концентрироваться во внутренних частях и средних плоскостях дисков, изученных MAPS — именно там, где ожидается появление планет, сказала она.

Такие молекулы могут образовываться только в среде с низким содержанием кислорода и большим количеством углерода, добавил Эберг. Это говорит о том, что планеты родятся с богатой углеродом атмосферой, что является еще одним аргументом в пользу живых существ, поскольку углерод является основой органической химии.

Результаты показывают, что по крайней мере некоторые из органических строительных блоков жизни, вероятно, доступны в других звездных системах, но это не обязательно увеличивает вероятность того, что человечество найдет живые организмы где-то еще. «Это многообещающе с точки зрения происхождения жизни», — сказал Оберг. «Но предстоит еще много работы». Живым существам потребовалось бы определенное подмножество химических веществ в определенных количествах, чтобы возникать спонтанно, и ученые еще не пришли к согласию относительно того, что это был за рецепт жизни. По словам Катрин Альтвегг, планетарного эксперта Катрин Альтвегг, в прошлом было приложено много усилий для понимания химии облаков, которые дают начало звездам, а также для анализа молекул в астероидах и кометах, которые могут содержать информацию о более поздних периодах формирования планет. ученый из Бернского университета в Швейцарии, который не принимал участия в новой работе. «Но был пропущен один этап», — сказал Альтвегг Live Science — этап, который определил химический состав протопланетных дисков, и результаты этого проекта теперь помогают заполнить неизученные детали. Полученные данные также подразумевают, что большое количество сложных химических образований происходит еще до рождения звезд и планет, предполагая, что эти молекулы происходят из межзвездных облаков и, следовательно, широко распространены в космосе, добавила она.