Крошечные частицы космической пыли могут ускорять создание сложных молекул, необходимых для жизни, утверждают учёные.
Международная группа исследователей, в которую вошли учёные из Университета Хериот-Уатт, Йенского университета имени Фридриха Шиллера в Германии и Университета Вирджинии, показала, что минеральная пыль действует как катализатор, помогая простым соединениям объединяться в более сложные, потенциально способствующие образованию жизни молекулы даже в экстремально холодных условиях космоса.
Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal , показало, что поверхностные реакции между углекислым газом и аммиаком — распространёнными в космосе соединениями — эффективно протекают только при наличии пыли.
В результате этих реакций образуется карбамат аммония — соединение, считающееся химическим предшественником мочевины и других молекул, необходимых для жизни.
Профессор Мартин МакКоустра, астрохимик из Школы инженерии и физических наук Университета Хериот-Уатт, сказал: «Пыль — это не просто пассивный компонент космического пространства. Она создаёт поверхности, где молекулы могут взаимодействовать, реагировать и образовывать более сложные соединения».
«В некоторых областях космоса химия пыли является предпосылкой для создания молекулярных строительных блоков жизни. Теперь мы знаем, что поверхностные реакции протекают эффективно — быстрее — в присутствии пыли, чем без неё».
В лаборатории доктора Алексея Потапова в Йене для имитации космической пыли использовали пыльные сэндвичи из тонких слоёв углекислого газа и аммиака, разделённых слоем пористых силикатных зёрен, полученных с помощью лазерного испарения.
Когда образцы, замороженные при температуре –260 °C (аналогично условиям в межзвёздных облаках), нагревали примерно до –190 °C (условия, которые возникают, когда эти облака превращаются в протопланетные диски), молекулы распространялись по слою пыли и реагировали, образуя карбамат аммония.
Без слоя пыли ледяные молекулы реагировали не так хорошо.
Команда определила это как пример кислотно-основного катализа с переносом протонов — впервые такая химическая реакция была обнаружена в условиях, имитирующих космические.
Доктор Алексей Потапов сказал: «Результаты показывают, что пылевые частицы играют гораздо более активную роль в астрохимии, чем считалось ранее. Плавая в межзвёздных облаках и протопланетных дисках, эти частицы могут создавать микросреды, где молекулы встречаются и эволюционируют в более сложные формы».
Профессор МакКоустра добавил: «Мы показали, что пыль может способствовать химическим процессам, необходимым для создания более сложных органических соединений даже при экстремально низких температурах. Возможно, именно так природа преодолевает суровые условия космоса, чтобы запустить химию, которая в конечном итоге приводит к зарождению жизни».
Исследователи планируют изучить, могут ли таким же образом образовываться другие молекулы, и происходит ли эта химия, управляемая пылью, сегодня в протопланетных дисках, где рождаются новые планеты.
Предоставлено Университетом Хериот-Уатт