Исследования астероида Бенну переосмысляют происхождение аминокислот: холод вместо тепла

Исследователи университета штата Пенсильвания (Penn State) под руководством геоученого Аллисон Бацынски и постдокторанта Офели Мкинтош сделали значительное открытие в области астрофизики и биохимии, опубликовав результаты своих исследований в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Они предполагают, что ключевой элемент для возникновения жизни — аминокислоты — мог сформироваться в условиях глубокого холода, а не в теплых «астероидных лужах».

Исследование базировалось на анализе образца материала, доставленного на Землю в рамках миссии NASA OSIRIS-REx с астероида Бенну, которому 4,6 миллиарда лет. Ранее проведенные испытания показали наличие аминокислот в образце, но основной вопрос оставался открытым: в каких условиях они сформировались? Традиционно ученые предполагали, что их образование происходило в мягкой, водяной среде внутри астероида. Однако новые данные показывают, что химия Бенну указывает на более холодные условия.

По словам Бацынски: «Наши результаты изменяют представления о том, как именно формировались аминокислоты в астероидах. Выясняется, что эти строительные блоки жизни могут появляться не только в условиях теплой жидкой воды, но и при различных других условиях и процессах».

Ключевые результаты анализа

Команда исследователей проанализировала образец астероидного материала размером с чайную ложку, используя специализированные инструменты для измерения изотопов — малейших отклонений в массе атомов, которые выступают в роли химических «отпечатков пальцев». Основное внимание было уделено глицину, самой простой аминокислоте, состоящей из всего двух атомов углерода. Исследования показали, что глицин Бенну обладает высокой изотопной разнообразностью, что указывает на его образование в уникальных химических условиях.

В сравнении с известными углеродистыми метеоритами, такими как метеорит Мёрчисон, исследовательская группа обнаружила серьезные отличия в изотопных составах аминокислот. Например, значение изотопа углерода для глицина Бенну составляло +21 ± 6‰, в то время как метеорита Мёрчисон — +78 ± 6‰. Это свидетельствует о том, что родительские материалы Бенну и Мёрчисона, вероятно, происходят из химически различных регионов солнечной системы.

Холодные методы синтеза аминокислот

Долгое время считалось, что аминокислоты, такие как глицин, образуются в космосе преимущественно во влажной среде, через процесс, известный как синтез Стреккера, который требует наличия жидкой воды. Однако результаты исследования Бенну не подтверждали этот процесс в полной мере. Ученые установили, что в данном случае возможно образование аминокислот в условиях замороженного льда, подверженного радиации. Ультрафиолетовое излучение могло бы воздействовать на замороженные молекулы и создавать реакционноспособные фрагменты, которые позже могут трансформироваться в аминокислоты.

Заключение и влияние исследовательской работы

Эти открытия расширяют горизонты для поиска мест, где могла бы возникнуть жизнь. Если аминокислоты могут образовываться в холодной, облученной среде, это может означать, что множество других объектов в космосе могли иметь аналогичные химические условия, способствующие образованию жизни.

Кроме того, результаты исследования могут оказать влияние на будущие миссии по возвращению образцов с других космических тел. Изотопные тесты могут помочь определить, где образовался объект и какие условия он пережил. Это, в свою очередь, может направить выбор целевых объектов для будущих миссий.

Наконец, результаты о разнице изотопных значений для зеркальных форм молекул предупреждают о необходимости пересмотра существующих моделей взаимодействия органических соединений с минералами и жидкостями в космосе.

Эти выводы подчеркивают важность дальнейших исследований в этой области. Как отмечает Бацынски, «мы надеемся продолжить анализ различных метеоритов, чтобы выяснить, похожи ли их аминокислоты на данные Бенну и Мёрчисона, или же существует еще большее разнообразие условий и механизмов, способствующих образованию строительных блоков жизни». Таким образом, новые открытия открывают путь к лучшему пониманию о происхождении жизни на Земле и за ее пределами.