Աստղագետները առաջին անգամ միջաստղային տարածությունում հայտնաբերել են իսկական շաքար՝ էրիթրուլոզա, օրգանական մոլեկուլ նույն ընտանիքից, ինչ ֆրուկտոզան։ Միացությունը գտել են G+0.693−0.027 մոլեկուլային ամպում՝ Երկրից մոտ 27 հազար լուսային տարի հեռավորության վրա։ Հետազոտողների հաշվարկներով՝ նման մոլեկուլները կարող են ձևավորվել անմիջապես տիեզերական փոշու սառցե մասնիկների վրա և պոտենցիալ մասնակցել կյանքի առաջացմանը նախորդած քիմիական գործընթացներին։

Իսպանական աստղակենսաբանության կենտրոնի Իսասկուն Խիմենես-Սեռայի ղեկավարած միջազգային խմբի ուսումնասիրությունը հրապարակվել է Nature Astronomy ամսագրում։

Շաքարի ազդանշանը եկել է Գալակտիկայի կենտրոնից

G+0.693−0.027 մոլեկուլային ամպը գտնվում է Ծիր Կաթինի կենտրոնի ուղղությամբ և համարվում է Գալակտիկայի օրգանական միացություններով ամենահարուստ շրջաններից մեկը։

Էրիթրուլոզան որոնելու համար գիտնականներն օգտագործել են Իսպանիայում գտնվող երկու ռադիոաստղադիտակ՝ Յեբեսի 40-մետրանոցը և Պիկո-Վելետայի 30-մետրանոցը։ Մոլեկուլները կարելի է հայտնաբերել ռադիոազդանշանների բնորոշ հավաքածուով․ յուրաքանչյուր միացություն փոխազդում է ճառագայթման հետ որոշակի հաճախականություններով՝ ձևավորելով յուրատեսակ սպեկտրային «մատնահետք»։

Հետազոտողները հայտնաբերել են 17 այդպիսի գիծ, որոնք համապատասխանում են էրիթրուլոզային։ Այն հավանականությունը, որ դիտված ազդանշանների այս հավաքածուն առաջացել է պատահականորեն, գնահատվել է ընդամենը 0,2%։

Էրիթրուլոզան դարձել է միջաստղային միջավայրում հայտնաբերված ամենախոշոր հայտնի ոչ ցիկլային մոլեկուլը։ Այն բաղկացած է 14 ատոմից և դարձել է այնտեղ հայտնաբերված առաջին միացությունը, որը միանգամից պարունակում է թթվածնի չորս ատոմ։

Շաքարը, հավանաբար, ձևավորվում է անմիջապես տիեզերքում

Դիտարկումները ցույց են տալիս, որ էրիթրուլոզան պարտադիր չէ, որ առաջացած լինի ամպից դուրս ինչ-որ տեղ և այնտեղ բերված լինի։ Հետազոտողների մոդելների համաձայն՝ մոլեկուլը կարող է ձևավորվել անմիջապես միջաստղային փոշու սառցե մասնիկների մակերևույթին։

Դրա համար ավելի պարզ երկածխածնային միացությունները՝ գլիկոլալդեհիդը և էթիլենգլիկոլը, կարող են ծառայել որպես սկզբնական «աղյուսներ»։ Դրանք քիմիական ռեակցիաների մեջ են մտնում փոշեհատիկների սառցե մակերևույթի վրա՝ աստիճանաբար ձևավորելով ավելի բարդ մոլեկուլ։

Հաշվարկները ցույց են տվել էրիթրուլոզայի այնպիսի քանակ, որը մոտ է դիտարկումներով որոշվածին։ Գազային փուլ մոլեկուլը, հավանաբար, անցնում է այն բանից հետո, երբ ամպերի միջև բախումները քայքայում են կամ փոշեհատիկների մակերևույթից դուրս են մղում սառցե նյութը։

Սա հատկապես կարևոր է տիեզերքի քիմիան հասկանալու համար․ բարդ օրգանական միացությունները կարող են ձևավորվել դեռևս նոր աստղերի և մոլորակների ծնվելուց առաջ։

Տիեզերական շաքարները կարող էին հասնել երիտասարդ Երկիր

Աշխատանքի հեղինակները բացահայտումը կապում են առաջին կենսաբանական մոլեկուլների կառուցողական բաղադրիչների ծագման հարցի հետ։

Լաբորատոր փորձերում, որոնք մոդելավորում են երիտասարդ Երկրի պայմանները, շաքարները ձևավորվում են համեմատաբար դանդաղ և փոքր քանակներով։ Ընդ որում, ռիբոզան և գլյուկոզան արդեն հայտնաբերվել են մետեորիտներում, ինչպես նաև Բեննու աստերոիդից ստացված նմուշներում։

Սա թույլ է տալիս ենթադրել, որ օրգանական միացությունների մի մասը կարող էր վաղ Երկիր հասնել տիեզերական նյութի հետ միասին։

Հետազոտողները հաշվարկել են, որ ինտենսիվ մետեորիտային ռմբակոծության ժամանակաշրջանում՝ մոտ 4,1–3,9 միլիարդ տարի առաջ, մոլորակ տեսականորեն կարող էր հասնել 500 հազարից մինչև 50 միլիոն տոննա էրիթրուլոզա։

Ջրում էրիթրուլոզան կարող է փոխակերպվել այլ շաքարների։ Այդպիսի միացություններից մի քանիսը կենդանի օրգանիզմներն օգտագործում են նուկլեինաթթուների, այդ թվում՝ ՌՆԹ-ի կառուցման համար։ Այդ պատճառով տիեզերական օրգանական նյութը կարող էր լրացնել երիտասարդ Երկրի վրա կյանքի առաջին ձևերի հայտնվելուց առաջ հասանելի քիմիական նյութերի հավաքածուն։

Միջաստղային միջավայրում առաջին իսկական շաքարը

Միջաստղային տարածությունում արդեն հայտնաբերվել է ավելի քան 340 տարբեր մոլեկուլ, սակայն մինչ այժմ դրանց թվում իսկական շաքարներ չկային։

Էրիթրուլոզայի ամենամոտ հայտնի «ազգականը»՝ գլիկոլալդեհիդը, հայտնաբերվել է դեռ 2000 թվականին։ Այն պատկանում է ավելի պարզ օրգանական միացություններին և խիստ իմաստով շաքար չի համարվում։

Այժմ աստղագետները ստացել են միջաստղային միջավայրում իսկական շաքարի առկայության առաջին ուղիղ ապացույցը։ Ինքնին սա չի նշանակում, որ էրիթրուլոզան դարձել է Երկրի վրա կյանքի առաջացման պատճառը․ տիեզերքում օրգանական մոլեկուլի հայտնաբերման և կենսաբանության առաջացման միջև ընկած է քիմիական գործընթացների հսկայական շարք, որոնցից շատերը դեռևս մնում են անհայտ։

Բայց բացահայտումը ցույց է տալիս, որ նախակենսաբանական քիմիայի համար պոտենցիալ կարևոր որոշ միացություններ կարող էին ձևավորվել դեռևս մոլորակների ծնվելուց առաջ և հետո դառնալ այն նյութի մասը, որից կազմավորվել են երիտասարդ մոլորակային համակարգերը։