В космосе обнаружили новую органическую молекулу
Вблизи центра Млечного Пути, в огромном пространстве между звездами, астрономы идентифицировали органическую молекулу, которую никогда ранее не находили в межзвездной среде. Молекула под названием пропаргиламин (C3H3–NH2) может играть ключевую роль в образовании аминокислот, важных для возникновения жизни. Исследование было принято для публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Особенность этого химического вещества заключается в его двойной углерод-азотной связи, что придает ему высокую реакционную способность», — Люка Бизокки, астрохимик из Института внеземной физики Макса Планка (Германия). «С этой двойной связью пропаргиламин становится фундаментальной составляющей химических цепей, которые ведут от самых простых и наиболее распространенных в космосе молекул, содержащих углерод и азот, — например, формальдегида (CH2O) и аммиака (NH3), соответственно, — к более сложным аминокислотам, которые являются фундаментальными строительными блоками земной биологии», — добавляет Бизокки.
Область, в которой была обнаружена молекула, представляет собой систему облаков, богатых молекулярным газом. Так называемая Центральная молекулярная зона представляет собой хранилище астрофизических сложных органических молекул, таких как этилформиат, изопропил цианид и пропиленоксид. Они известны как пребиотические молекулы, поскольку играют роль в пребиотических процессах, которые создают строительные блоки жизни, такие как аминокислоты, РНК и ДНК.
Как отметил Бизокки, пропаргиламин также может быть очень важен для этих процессов, поскольку молекулы с двойной углерод-азотной связью играют важную роль в химическом процессе, называемом синтезом Штрекера, который используется для создания аминокислот в лабораторных условиях. Кроме того, пропаргиламин структурно похож на ряд органических молекул, которые уже были идентифицированы в космосе. Чтобы обнаружить пропаргиламин в космосе Бизокки и его команда изучили спектральный профиль этой молекулы в лаборатории.
Когда свет проходит через молекулярное облако, молекулы в этом облаке поглощают и повторно излучают электромагнитное излучение на определенных длинах волн, что приводит к тому, что мы называем линиями поглощения и излучения в электромагнитном спектре. Каждая молекула имеет свою конфигурацию этих линий — своеобразный химический отпечаток пальца, но нам нужно знать, как выглядит этот отпечаток, чтобы идентифицировать его.
«Когда молекула вращается в межзвездной среде, она излучает фотоны с очень точными частотами. Эта информация в сочетании с данными радиотелескопов позволяет нам узнать, присутствует ли молекула в молекулярных облаках, местах образования звезд и планет», — Люка Бизокки. Исследователи записали вращательные спектры двух изомеров или атомных конфигураций пропаргиламина в лаборатории, добавив около тысячи вращательных переходов. Это позволило команде составить очень точный спектральный профиль пропаргиламина, учитывающий искажения, которые претерпевает молекула в космосе.
Следующим шагом было сравнение этих результатов со спектральными наблюдениями. Эти наблюдения были сделаны с использованием 30-метрового телескопа в Сьерра-Неваде (Испания) и сфокусированы на облаке в Центральной молекулярной зоне, обозначаемой как G + 0,693-0,027.
«Наша молекула уже была там. Пропаргиламин лежал в наших данных о молекулярном облаке G + 0,693–0,027, но до этого мы не смогли его идентифицировать, не зная его точной спектроскопии, то есть полного описания его частотной характеристики излучения. Как только мы ее получили, благодаря измерениям в лаборатории, мы поняли, что пропаргиламин, несомненно, был там, ожидая, что кто-то его узнает», — говорит соавтор исследования Виктор Ривилла из Национального института астрофизики в Италии. Вращательные спектры E и Z геометрических изомеров пропаргиламина были записаны в лаборатории в диапазоне частот 83–500 ГГц. Измерения проводились с использованием спектрометра миллиметрового диапазона с модуляцией источника, оборудованного системой пиролиза для получения нестабильных частиц.
