Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Среда, 23.08.2017, 05:11

Вселенная Сегодня » 2013 » Декабрь » 25 » Пребиотические молекулы могут формироваться в атмосферах экзопланет

25.12.2013
Пребиотические молекулы могут формироваться в атмосферах экзопланет
Автор: Shannon Hall



Художественная концепция экзопланеты с плотной атмосферой. Предоставлено: NASA/JPL.
Перед тем как появилась жизнь, какой мы ее знаем, были молекулы. А после многих по-видимому маловероятных шагов эти молекулы подверглись "внушительному переходу": они стали сложными системами со способностью воспроизводить, распространять информацию и управлять химическими реакциями. Но масса шагов, приводящих к этому переходу, осталась из одной из самых любимых загадок науки.

Новое исследование наводит на мысль, что "строительные кирпичики жизни" - пребиотические молекулы - могут формироваться в атмосферах планет, где пыль обеспечивает безопасную платформу для формирования, а различные реакции с окружающей плазмой обеспечивают достаточно энергии, необходимой для возникновения жизни.

"Если возникновение жизни похоже на мозаику (пазл) - очень большую и сложную мозаику - я бы хотел представить пребиотические молекулы как одни из отдельных кусочков мозаики", сообщил профессор Университета Сент-Эндрюс (University of St. Andrew) Доктор Крейг Старк (Craig Stark). "Складывая вместе кусочки, вы создаете более усложненные биологические структуры, создавая более ясную и более распознаваемую картину. И когда все кусочки на месте, получившаяся картина - это жизнь".

В настоящее время мы полагаем, что пребиотические молекулы строятся в крошечных ледяных зернах (ice grains) в межзвездном пространстве. Хотя это может показаться противоречивым с легко подтверждаемым убеждением, что жизнь в космосе невозможна, поверхность "зерна" на самом деле предоставляет приятную гостеприимную среду для возникновения жизни, поскольку она защищает молекулы от вредного космического излучения.

"Молекулы формируются на пылевой поверхности от адсорбции атомов и молекул из окружающего газа", сообщил Старк. "Если доступны соответствующие компоненты для создания определенных молекулярных соединений, и условия правильные, вы в деле".

Под "условиями" Старк подразумевает второй необходимый компонент: энергию. Простые молекулы, которые населяют галактику - относительно стабильные; без невероятного количества энергии они не будут образовывать новые связи. Полагают, что жизнь могла бы возникнуть во вспышках молний и вулканических извержениях по этой самой причине.

Поэтому Старк и его коллеги обратили свои взоры к атмосферам экзопланет, где пыль погружена в плазму, полную положительно заряженных ионов и (отрицательно заряженных) электронов. Здесь электростатические взаимодействия частиц пыли с плазмой могут обеспечивать высокой энергией, необходимой для образования пребиотических молекул.

В плазме пылевые гранулы (dust grains) будут быстро "впитывать" свободные электроны, становясь отрицательно заряженными. Это из-за того, что электроны легче, и поэтому быстрее, чем положительно заряженные ионы. Как только пылевые гранулы стали отрицательно заряженными, они начнут притягивать поток положительно заряженных ионов, которые разгоняться к пылевым гранулам и столкнуться с большей энергией, чем было бы в нейтральной среде.

Для того, чтобы протестировать это, авторы изучали атмосферу, которая позволила им исследовать различные процессы, которые могут превратить ионизированный газ в плазму, а также определить, привела бы плазма к энергетически достаточным реакциям.

"В качестве доказательства принципа мы рассмотрели последовательность химических реакций, которые привели к образованию простейшей аминокислоты глицина", сообщил Старк. Аминокислоты являются превосходными примерами пребиотических молекул, потому что они требуются для образования белков (протеинов), пептидов и энзимов (ферментов).

Их модели показали, что "ионы плазмы могут в самом деле разгоняться до достаточных энергий, которые превышают энергии активации для образования формальдегида, аммиака, цианистого водорода (синильной кислоты) и в конечном счете аминокислоты глицина", сообщил Старк. "Это может быть невозможным, если бы плазма отсутствовала".

Авторы продемонстрировали, что с умеренными температурами плазмы есть достаточно энергии для образования пребиотической молекулы глицина. Более высокие температуры могут также позволить более сложные реакции, и поэтому более сложные пребиотические молекулы.

Старк и его коллеги продемонстрировали "жизнеспособную тропу" для образования пребиотической молекулы, и затем жизни, в по-видимому обычных условиях. Хотя возникновение жизни может оставаться одной из любимых тайн науки, мы продолжаем получать лучшее понимание, один кусочек пазла с каждым разом.

Статья была принята к публикации в журнале Astrobiology и доступна для скачивания здесь.


Название прочитанной вами статьи "Пребиотические молекулы могут формироваться в атмосферах экзопланет".

Похожие статьи:
Категория: Астрономические открытия | Просмотров: 1152 | Теги: астробиология, астрономия, экзопланеты, пребиотические молекулы | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]