Първото „ръкостискане“ в космоса: хирална молекула в междузведното пространство

Подобно на чифт на човешките ръце, някои органични молекули имат огледални версии на себе си – състояние, известно като хиралност. Учени разкриват, че за първи път такива са открити в междузвездното пространство.

Понятието хиралност изразява различие или несъвместимост между две молекули подобно на това между дясната и лявата ръка. Коренът на думата е от гръцки произход и звучи и във хиромантията и хирургията. Хира на гръцки означава ръка.

Луи Пастьор през XIX в. първи обърнал внимание на това, че в неживата природа молекулите или са огледално симетрични (H₂O, CO₂), или еднакво често се срещат и десните им и левите им стереоизомери. Неживите хирални молекули се срещат в природата както в "ляв", така и в "десен" вариант, т.е. те са хирално нечисти.

"Живите" молекули, т.е. молекули на органичните вещества, които изграждат живите организми са различни от "неживите". "Живите" молекули могат да бъдат само в ориентация - "лява" или "дясна", т.е. те са хирално чисти. Например, спиралата на една ДНК молекула е винаги дясна, глюкозата, образувана в организма е с дясна форма, а фруктозата - лява.

Ето защо, най-важната способност на живите организми е създаването на хирално чисти молекули - именно това определя биохимичната граница между живо и неживо.

^{Схема: The Chirality Problem.}

Тези „хирални“ молекули са от съществено значение за биологията. По-интересното е, че те отдавна се срещат в космоса, без да сме знаели. Хиралност е открита в метеорити на Земята и комети в нашата Слънчева система.

Откритието е на екип учени, използвал силно чувствителни радиотелескопи, които идентифицират първите сложни органични хирални молекули сред звездите. Става дума за молекулата на пропилния оксид (CH₃CHOCH₂), намерена в близост до центъра на Млечния път в огромна звезда, образувана от облак прах и газ, известна като Стрелец B2.

Изследването е предприето основно от Грийн Банк и Националната научна фондация на (GBT) в Западна Вирджиния. Допълнителни подкрепящи наблюдения са взети с радиотелескопа на Parkes в Австралия.

"Това е първата молекула, открита в междузвездното пространство, която има свойството на хиралност. Това ни предоставя още едно разбиране за възникването на Вселената и произхода на живота на Земята“, коментира Брет Макгуайър, химик от Националната астрономическа обсерватория (NRAO) в Шарлотсвил, Вирджиния.

Той посочва, че пропилен оксид е сред най-сложно изградените молекули, открити досега в космоса. Откриването ѝ отваря врата към по-нататъшни експерименти, които определят как и къде молекулния волунтаризъм се появява и защо една форма може да бъде в малко по-големи количества, отколкото другите.

Формиране и разкриване на молекули в космоса

Сложните органични молекули се образуват в междузвездните облаци като Стрелец B2 по няколко начина. Най-прекият път е чрез газовата химична фаза, в която частиците се сблъскват и сливат, за да произвеждат все по-сложни молекули. При органични съединения като метанол (СН₃ОН) този процес не става с такава интензивност.

За да се образуват по-сложни молекули като пропилен оксид, според астрономите, върху финото ледено покритие на космически прах малките молекули се сливат в по-дълги и по-големи структури. Тези молекули могат да се отделят след това от повърхността на зърната и след това да реагират в газа от обкръжаващия облак.

Към днешна дата са открити повече от 180 подобни сложни в космоса.

По-рано хирални молекули - някои прости аминокиселини - са намирани само върху комети. Но наличието на такива съединения (макар и не аминокиселини) в космоса не по-малко важен факт. Те биха могли да се натрупат в достатъчни количества и след това да попаднат на някоя млада планета около някоя млада звезда. Тук те може да бъдат изложени на силното въздействие на различни фактори на средата. Някои от тях може да доведат до доминирането на само една група от оптични изомери, залагайки асиметрията за бъдещия живот.

Изследването бе представено на срещата на Американското астрономическо общество в Сан Диего, Калифорния. То е публикувано в сп. Science.

Още по темата

17/12/2015

Земята

Метеоритите са доставили фосфора за първите молекули на живота

24/10/2015

Космос

Неочаквано на кометата Лавджой откриха алкохол и захар

03/10/2015

Животът

Може ли да има алтернативен невъглероден живот

10/09/2015

Животът

Какво определя посоката на спиралите във флората и фауната