Гамма-излучение и происхождение жизни: как космические лучи создают органические молекулы

Современные исследования в области астробиологии делают уверенный шаг вперёд в понимании того, как жизнь могла зародиться в космической пустоте. Учёные обнаружили, что гамма-лучи — высокоэнергетическое излучение, встречающееся в космических лучах и при распаде радиоактивных элементов, — способны преобразовывать метан (CH4), обильно присутствующий в межзвёздной среде, в сложные органические молекулы, включая аминокислоты.

Эти химические реакции, происходящие при низких температурах или даже в условиях, близких к земным, открывают перспективы для изучения эволюции жизни как на нашей планете, так и за её пределами.

Как формируются строительные блоки жизни

Метан, один из самых простых углеводородов, может служить основой для сложных молекул, таких как углеводороды и даже аминокислоты, при воздействии гамма-излучения. Эксперименты показали, что гамма-лучи инициируют образование молекул с углеродными цепями длиной до 22 атомов. Более того, в присутствии воды, кислорода или аммиака, химические реакции становятся более эффективными, производя молекулы, такие как ацетон, уксусная кислота и глицин — базовая аминокислота, обнаруженная в межзвёздных облаках.

Космическая химия в земных условиях

Хотя большинство исследований ранее проводились в условиях вакуума и экстремально низких температур, новое исследование Университета науки и технологий Китая показало, что эти реакции возможны и в более мягких условиях. Это особенно важно для обитаемых зон планетных систем, где метан существует в газообразной или жидкой форме.

Гамма-излучение ускоряет химические процессы, а добавление воды и кислорода значительно повышает выход сложных молекул. Присутствие твёрдых частиц, таких как оксид графена или диоксид кремния, также меняет селективность реакций, открывая перспективы для контролируемого синтеза органических соединений.

Новый взгляд на происхождение жизни

Открытие даёт ключи к пониманию того, как жизнь могла зародиться из простых химических компонентов. Наличие гамма-излучения и благоприятных условий в межзвёздной среде могло стать катализатором формирования сложных органических молекул, которые, попадая на молодую Землю, становились предшественниками биологических процессов.

Кроме того, эти результаты находят прикладное значение в промышленной химии. Гамма-лучи могут стать недорогим и эффективным способом переработки метана — ресурса, широко доступного на Земле и в космосе.

Исследования химических процессов, вызванных гамма-излучением, не только расширяют наше понимание космической эволюции, но и открывают новые горизонты в применении этих знаний на Земле. Возможно, ключ к тайне происхождения жизни давно скрыт в простых молекулах, ждущих энергии космических лучей.