Уявіть, що центр нашої галактики вирішили притрусити солодкою пудрою. Астрономи вже давно з’ясували, що хмари в серці Чумацького Шляху пахнуть лісовою малиною та ромом через наявність етилформіату. Але нещодавно вчені зробили ще один дивовижний крок і виявили перший справжній цукор у космосі. Ним виявилася еритрулоза – речовина, яку на Землі добре знають любителі рівної засмаги, адже її додають у косметичні автобронзати. Проте на відстані тисяч світлових років ця молекула виконує значно важливішу місію, ніж створення штучного відтінку шкіри.
Повідомляє T4 з посиланням на sciencealert.com.
Чому перший справжній цукор у космосі став сенсацією для науки
Відкриття відбулося не на порожньому місці. Команда астробіологів під керівництвом Ізаскун Хіменес-Серра з Іспанського центру астробіології спрямувала два потужні інструменти спостереження – 40-метровий радіотелескоп Yebes та 30-метровий IRAM – на хімічно багату молекулярну хмару з назвою G+0.693-0.027. Це гігантське скупчення газу та пилу розташоване поблизу динамічного центру Чумацького Шляху, приблизно за 27 000 світлових років від нашої планети. Простір там буквально кишить складними органічними сполуками, але знайти серед них делікатну молекулу цукру – завдання із зірочкою.
Щоб ідентифікувати речовину, вчені шукали її унікальний спектральний підпис. Кожне з’єднання у просторі обертається у свій неповторний спосіб, випромінюючи радіохвилі на певних частотах. Науковці зафіксували 12 чітких спектральних ліній, які ідеально збіглися з лабораторними вимірюваннями еритрулози. Тут є нюанс: точність цього аналізу настільки висока, що ймовірність випадкової помилки становить усього 0,2%. Тож сумнівів немає – у глибокому космосі дійсно плаває справжній цукор.
Космічна кулінарія: як утворюється еритрулоза без участі життя
Еритрулоза є складним чотиривуглецевим кетоцукром із хімічною формулою C4H8O4. Вона належить до хіральних молекул, тобто має “ліву” та “праву” форми, подібно до людських долонь. Досі в міжзоряному середовищі знаходили лише простіші молекули-попередники, на кшталт гліколальдегіду. Логічно було б припустити, що простіших тривуглецевих цукрів у космосі має бути значно більше, ніж складної еритрулози. Проте всесвіт знову здивував дослідників.
Спостереження показали аномальну концентрацію: еритрулоза виявилася щонайменше у 8 разів поширенішою у хмарі G+0.693-0.027, ніж простіші тривуглецеві цукри на кшталт гліцеральдегіду, які взагалі не вдалося зафіксувати під час надчутливого сканування. Як таке можливо? Квантово-хімічне моделювання підказало несподівану відповідь. Молекула утворюється безпосередньо на крижаній поверхні космічних пилинок шляхом злиття двох двовуглецевих сполук – гліколальдегіду та етиленгліколю. Це спростовує стару теорію про те, що міжзоряні молекули ростуть виключно крок за кроком, послідовно приєднуючи по одному атому вуглецю. Космічний пил працює як ефективний конвеєр, де великі блоки з’єднуються разом під дією космічного випромінювання.
Місток до появи перших живих організмів
Звісно, летіти до центру галактики заради космічних солодощів ніхто не збирається, та й спроба скуштувати цей міжзоряний пиріг закінчилася б кепсько через суміш із токсичними ціанідами навколо. Проте знахідка має фундаментальне значення для науки. Одним із головних запитань у дослідженнях походження життя завжди було те, звідки на ранній Землі взялися прості цукри. Лабораторні експерименти, що відтворюють умови прадавньої планети, дають занадто низьку концентрацію цих речовин для запуску біологічних процесів.
І ось що цікаво: у водному середовищі еритрулоза здатна легко ізомеризуватися, тобто перетворюватися на треозу. А треоза належить до родини простих нуклеїнових кислот і вважається потенційним еволюційним попередником РНК. Якщо складні цукри можуть легко синтезуватися у відкритому космосі на крижаних пилинках, це означає, що “будівельні блоки” для майбутнього життя подорожували всесвітом ще до появи нашої Сонячної системи. Вони могли потрапити на молоду Землю разом із метеоритами та кометами, давши потужний поштовх розвитку перших живих клітин.
Часті питання про знахідку
Що таке еритрулоза і де її використовують на Землі?
Еритрулоза – це чотиривуглецевий кетоцукор. На нашій планеті вона природно міститься у деяких ягодах, наприклад, у малині. Її активно застосовують у косметичній промисловості як безпечний компонент для кремів-автозасмаг, оскільки вона м’яко реагує з білками шкіри, створюючи природний темний відтінок.
Чи можна їсти космічний цукор?
Сама по собі молекула еритрулози є цілком їстівною та безпечною. Однак у міжзоряних хмарах вона змішана з величезною кількістю інших хімічних сполук, зокрема з отруйними ціанідами. Спроба “вкусити” таку суміш була б вкрай небезпечною для здоров’я людини.
Чому це відкриття спростовує попередні теорії хімії космосу?
Раніше вважалося, що складні молекули в космосі формуються дуже повільно – шляхом послідовного додавання по одному атому вуглецю. Проте моделювання еритрулози довело, що складні сполуки можуть виникати значно швидше, коли дві готові двовуглецеві молекули з’єднуються на крижаній поверхні пилу під впливом радіації.
Як цукор допомагає зрозуміти походження життя на Землі?
Цукри утворюють основу молекул РНК та ДНК, а також використовуються клітинами для отримання енергії. Оскільки науковці досі не знають, як саме утворилися перші цукри на прадавній Землі, виявлення їх у космосі доводить, що ці найважливіші хімічні елементи могли бути занесені на планету ззовні вже у готовому вигляді.
Виявлення еритрулози в центрі Чумацького Шляху доводить, що міжзоряне середовище здатне на значно складніші хімічні процеси, ніж уявляли раніше. Цей солодкий пил, зафіксований іспанськими телескопами, наближає науку до розгадки того, як нежива матерія перетворилася на перші мікроорганізми. Можливо, коріння нашого генетичного коду дійсно лежить серед холодних хмар газу на відстані 27 000 світлових років від нас, чекаючи на нові відкриття.
Підписуйся на наш Telegram-канал