Исследование образцов астероида Бенну: аминокислоты как предвестники жизни могли образоваться в глубоком холоде, а не на горячих метеоритах
Ученые из университета штата Пенсильвания, возглавляемые геологом Аллисон Бацынски и постдокторантом Офели МкИнтош, провели масштабное исследование аминокислот, извлеченных из материалов астероида Бенну. Статья, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, открывает новые горизонты в понимании химических процессов, предшествовавших зарождению жизни на Земле.
Новый взгляд на космическую химию
Миссия NASA OSIRIS-REx доставила образец астероида Бенну на Землю в 2023 году. Исходные испытания показали наличие аминокислот в этой 4,6 миллиарда лет назад образовавшейся пыли, что подтверждает гипотезу о том, что аминокислоты, являющиеся строительными блоками белков, сформировались в космосе. Однако вопрос о месте их образования оставался открытым.
Команда Пенсильванского университета установила, что химические условия Бенну указывают на более холодный контекст формирования аминокислот, чем считалось ранее. «Наши результаты переворачивают традиционное представление о том, как аминокислоты формировались в астероидах», — отмечает Бацынски. «Теперь мы понимаем, что условия для их формирования могут быть гораздо более разнообразными».
Анализ изотопов: открытие «отпечатков» атомов
Для исследования небольшой частицы астероидного материала размером с чайную ложку, команда использовала уникальные инструменты для измерения изотопов, которые служат своеобразными химическими отпечатками. Обширный анализ показал, что в образце были замечены 19 различных аминокислот, среди которых глицин с углеродными и азотными изотопами, значительно превышающими земные показатели.
По сравнению с известным метеоритом Мурчисон, который служил природной лабораторией для изучения сходных веществ, состав Бенну продемонстрировал уникальный изотопный профиль. Это открытие поднимает вопросы о происхождении родительских тел астероида и их химическом составе, подразумевая, что они могли возникнуть в химически различных регионах солнечной системы.
Новые пути синтеза аминокислот
Традиционно существует теория стре;ккерового синтеза, согласно которой аминокислоты образуются в водной среде. Однако полученные данные не подтверждают данную модель для Бенну. Вместо этого исследователи предложили новую гипотезу: молекулы могут образовываться в замороженной воде, подвергающейся радиации. Этот процесс, известный как «фотохимия льда», может привести к образованию предшественников аминокислот.
Уроки, полученные от зеркальных молекул
Кроме того, исследование продемонстрировало необычное поведение зеркальных форм аминокислот. Ученые обнаружили, что две формы глутаминовой кислоты имели разные значения изотопов азота, что ставит под сомнение привычные представления о сходстве их химических следов. «Теперь у нас больше вопросов, чем ответов», — говорит Бацынски.
Практические выводы и будущие исследования
Это исследование расширяет список мест, где могут образовываться жизненно важные химические вещества. Если аминокислоты возникают в холодных средах, это означает, что многие другие небесные тела могут также иметь необходимую химию для поддержания жизни. Полученные данные могут также направить будущие миссии по возвращению образцов космических объектов.
Таким образом, аминокислоты, обнаруженные на астероиде Бенну, не только подтверждают теорию об их космическом происхождении, но и ставят важные научные вопросы о механизмах их образования и значении этих процессов для понимания истории жизни на Земле и, возможно, за ее пределами.
Более подробную информацию о результатах этого исследования можно найти в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
