Космическая пыль могла дать толчок жизни на Земле

Новое исследование предполагает, что аминокислоты — строительные блоки жизни — могли попасть на Землю на частицах межзвездной пыли, потенциально способствуя зарождению биологии.

В исследовании, опубликованном в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые изучили, как аминокислоты (глицин и аланин) могли выжить в суровых условиях космоса и достичь Земли, будучи внедренными в космическую пыль.

Команда синтезировала частицы аморфного силиката магния (основного компонента космической пыли) и нанесла на них аминокислоты: глицин, аланин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты. С помощью инфракрасной спектроскопии и синхротронной рентгеновской порошковой дифракции они изучили поведение молекул при нагреве силикатных частиц, моделируя условия, с которыми сталкиваются пылевые зерна в ранней Солнечной системе.

Ключевые результаты:

• На частицах силиката успешно закрепились только глицин и аланин.
• Аланин образовал кристаллические структуры и оставался стабильным при температурах значительно выше его точки плавления.
• Две зеркальные формы аланина (L- и D-аланин) вели себя по-разному: L-форма показала более высокую реакционную способность.
• Глицин отделялся от поверхности силиката при температурах ниже его чистой точки разложения, а не разрушался.
• Свойства поверхности силиката (например, наличие атомов водорода) влияли на температуру, при которой аминокислоты терялись.

Эти различия указывают на возможный «астроминералогический механизм селекции» — естественный процесс фильтрации, при котором ограниченный спектр поверхностей пылевых зерен означает, что к ним прикрепляются только определенные аминокислоты.

Механизм доставки:

Аминокислоты формируются в ледяных мантиях, покрывающих космические пылевые зерна. Когда зерна пересекают так называемую «снеговую линию» и попадают в более теплые внутренние области протопланетного диска, лед сублимирует, и этот механизм отбора определяет, какие молекулы останутся на поверхности пылинки и в конечном счете будут доставлены на Землю.

Космический рецепт для жизни:

Исследование поддерживает гипотезу, что аминокислоты, сформировавшиеся в межзвездных ледяных мантиях, могли перейти на силикатные пылевые зерна и пережить путешествие к Земле. Это, вероятно, происходило в период между 4.4 и 3.4 миллиардами лет назад.

• Образцы антарктических микрометеоритов и комет (Wild 2 и 67P/Чурюмова–Герасименко) показывают высокие концентрации органического материала, включая аминокислоты.
• Хотя удары комет и астероидов также доставляли аминокислоты, поток микрометеоритов, по мнению ученых, был настолько высоким, что, вероятно, стал доминирующим источником органического углерода на ранней Земле.

Этот «дождь» из космической пыли, богатой прекурсорами жизни, мог компенсировать ограниченное количество аминокислот, синтезированных на самой Земле, и позволить жизни начаться.

Исследование показывает, что межзвездные пылевые зерна — не просто пассивные переносчики молекул. Они могут активно влиять на то, какие органические вещества выживут и достигнут планет.