Астрономы впервые обнаружили сложные химические соединения — фундаментальные строительные блоки жизни — в ледяных частицах вокруг звезды за пределами Млечного Пути. Это открытие кардинально меняет наши представления о том, где и при каких условиях во Вселенной может зарождаться жизнь.

С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» исследователи идентифицировали пять сложных углеродных молекул в ледяной оболочке, окружающей протозвезду ST6 в Большом Магеллановом Облаке — кардиковой галактике-спутнике, обращающейся вокруг нашего Млечного Пути. Результаты исследования, опубликованные 20 октября в Astrophysical Journal Letters, указывают на то, что химические процессы, ведущие к возникновению сложной органики, могли широко протекать даже в юной Вселенной.

Большое Магелланово Облако, расположенное в 160 000 световых лет от Земли, представляет собой уникальную природную лабораторию. Оно заполнено горячими, яркими звездами, которые буквально бомбардируют его ультрафиолетовым излучением. Кроме того, в этой галактике значительно меньше тяжелых элементов (таких как углерод, кислород и азот), чем в Млечном Пути. Эти суровые условия делают ее похожей на галактики, которые существовали в ранней Вселенной.

«То, что мы изучаем в Большом Магеллановом Облаке, мы можем применить к пониманию этих более далеких галактик, существовавших в молодости Вселенной», — заявила соавтор исследования Марта Севило, астроном из Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда NASA. — «Суровые условия рассказывают нам больше о том, как сложная органическая химия может происходить в этих примитивных средах, где для химических реакций доступно гораздо меньше тяжелых элементов».

В марте 2024 года команда направила инструменты «Уэбба», способные улавливать инфракрасное излучение, на формирующуюся звезду ST6. В результате в космическом льду вокруг нее были обнаружены пять ключевых молекул: метанол, ацетальдегид, этанол, муравьино-метиловый эфир и уксусная кислота.

Из этого списка только метанол ранее находили у протозвезд за пределами нашей Галактики. А уксусная кислота — основной компонент столового уксуса — и вовсе была впервые однозначно идентифицирована в космическом льду.

«До «Уэбба» метанол был единственной сложной органической молекулой, которую однозначно детектировали во льду вокруг протозвезд, даже в нашей собственной галактике, — пояснила Севило. — Исключительное качество наших новых наблюдений помогло нам собрать колоссальный объем информации из одного спектра — больше, чем когда-либо прежде».

Открытие приобретает еще более глубокий смысл в свете другого обнаруженного сигнала. Исследователи нашли следы, которые могут указывать на присутствие гликольальдегида. Эта молекула обладает особой важностью: она может вступать в реакции с образованием рибозы — ключевого сахара, входящего в состав рибонуклеиновой кислоты (РНК), одной из основ жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

Обнаружение такого химического разнообразия в суровой среде Большого Магелланова Облака позволяет сделать революционный вывод: сложные органические молекулы могут формироваться на поверхности космических пылинок даже в условиях, кардинально отличающихся от «комфортных» условий Млечного Пути, — при жестком ультрафиолетовом излучении и нехватке тяжелых элементов.

Это открывает новую страницу в астробиологии. Оно означает, что фундаментальные химические прекурсоры жизни могли быть широко распространены уже в первые миллиарды лет после Большого Взрыва, задолго до формирования планет, подобных Земле.

Таким образом, открытие «Уэбба» рисует картину гораздо более «живой» и химически активной юной Вселенной. Превращение простых молекул в сложную органику оказывается не уникальным процессом, требующим особых условий, а, по-видимому, универсальным и удивительно устойчивым фундаментальным свойством материи. Это значительно увеличивает потенциальное количество «колыбелей жизни» в космосе. «Уэбб» продолжит поиски, и каждая новая обнаруженная молекула, будь то аминокислота или иной кирпичик мироздания, будет приближать нас к ответу на один из главных вопросов: одни ли мы во Вселенной? Теперь у нас есть веские основания полагать, что химические основы для жизни были заложены повсюду с самого начала.