Молекулярный «отпечаток пальца» может помочь объяснить зарождение жизни на Земле

Сера — химический элемент, необходимый для всех форм жизни и являющийся строительным блоком белков и аминокислот. Изучая серосодержащие молекулы в космосе, учёные пытаются понять химические процессы, которые могли привести к зарождению жизни на Земле.

Исследователи из Института внеземной физики Общества Макса Планка обнаружили особый тип молекулы — монодейтерированный метилмеркаптан (CH₂DSH) — вблизи молодой звезды, похожей на наше Солнце.

Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

Используя Канадский источник света (CLS) в Университете Саскачевана, доктор Хейли Банн и её коллеги смогли создать «отпечаток пальца» молекулы, проанализировав, как она вибрирует и вращается под воздействием сверхъяркого синхротронного излучения.

Теперь другие исследователи международной команды используют этот «отпечаток» или сигнатуру для поиска аналогичных молекул в дальнем космосе. Это может позволить им восстановить картину того, как молекулы, необходимые для жизни, сформировались на Земле миллиарды лет назад.

«Мы действительно пытаемся понять, как далеко мы можем продвинуться в химическом плане к более крупным биологическим молекулам и какие среды необходимы для их образования», — говорит Банн. — «В конечном итоге, однажды хотелось бы ответить на вопрос: как это затем передаётся планетам и, надеюсь, жизни?»

Синхротрон CLS был ключевым для успеха исследования Банн, поскольку колебательные сигналы этой базовой молекулы чрезвычайно трудно обнаружить. Синхротронный свет намного ярче обычных источников, что делает возможным идентификацию даже самых слабых сигналов.

«В мире очень мало — возможно, четыре — синхротронов, которые проводят необходимую нам высокоразрешающую терагерцовую спектроскопию, и один из них — CLS», — отмечает Банн. CLS также предоставляет исследователям удалённый доступ для такой работы со специализированной поддержкой, максимально упрощая исследования.

Банн и её коллеги были удивлены сложностью колебательно-вращательного спектра молекулы. Хотя их исследование даёт чёткую информацию, полезную для её идентификации в космосе, вопросы о лежащей в основе химии остаются.

Банн стремится продолжить работу по идентификации этих фундаментальных молекул в лаборатории с использованием синхротронного излучения. «Это азарт решения головоломки».