Сложная органика из глубин Солнечной системы: ученые нашли десятки тысяч молекул в метеоритах

Американские исследователи провели детальный анализ органики внутри двух метеоритов, зафиксировав десятки тысяч вариантов углеродных соединений. Более того, специалисты сумели получить снимки отдельных внеземных молекул с детализацией, приближенной к атомному уровню.

Объектами изучения стали осколки Мерчисонского болида, рухнувшего в Австралии в 1969 году, и космического странника Агуас-Заркас, упавшего в Коста-Рике в 2019-м. Оба космических тела насыщены углеродом и хранят огромные запасы органических соединений, не менявшихся со времен зарождения Солнечной системы.

На первом этапе микроскопические дозы образцов растворили в органике, после чего пропустили через сверхмощный 21-тесловый масс-спектрометр с преобразованием Фурье и ионно-циклотронным резонансом (FT-ICR). Это оборудование выявило бесчисленное множество уникальных химических формул углеродсодержащих структур.

Тем не менее, речь не идет о расшифровке десятков тысяч конкретных соединений. Одна формула может скрывать за собой совершенно разные вещества в зависимости от пространственной конфигурации и связей между атомами. Поэтому для установления точного строения ученые задействовали альтернативный подход.

Сотрудники Брукхейвенской национальной лаборатории применили передовую бесконтактную атомно-силовую микроскопию высокого разрешения. Сверхчувствительный зонд парит над образцом, фиксируя малейшие силы взаимодействия без физического контакта. Данная технология позволяет буквально «увидеть» взаимное расположение атомов в конкретных молекулярных цепочках.

Подобная визуализация требует колоссальных затрат времени и ресурсов: изучение даже одной комплексной смеси может растянуться на недели или месяцы. Как отмечают авторы проекта, это лишь третий случай применения столь тонкого метода для изучения внеземного вещества в истории науки.

Указанные методики работают в синергии. Масс-спектрометрия демонстрирует масштаб химической палитры образца, тогда как микроскопия раскрывает архитектуру конкретных молекул. В комплексе они обеспечивают беспрецедентное понимание законов органической химии древнего космоса.

Особое внимание привлечено к сопоставлению двух метеоритов. Хотя оба они относятся к категории углеродистых хондритов, их молекулярные «портреты» существенно разнятся — пересечения наблюдаются лишь в небольшой доле сложных соединений.

По мнению экспертов, расхождения обусловлены уникальной эволюционной судьбой родительских астероидов. На итоговый состав повлияли температурные сказки, контакт с водными ресурсами и прочие факторы. Это свидетельствует о том, что ранняя Солнечная система отличалась куда большим химическим монизмом и динамикой, чем предполагалось ранее.

Выявленное богатство органики не доказывает наличие внеземной жизни и не подтверждает доставку ее «зародышей» на нашу планету извне. Тем не менее, работа наглядно демонстрирует глубину и сложность химических процессов на заре существования нашей звездной системы, а также тот колоссальный арсенал веществ, который мог подтолкнуть планетарную эволюцию к новому витку развития.

Источник: iXBT