В центре Млечного Пути нашли облако с более чем 120 видами молекул

Астрономы обнаружили в центральной области Млечного Пути второе необычайно богатое молекулами межзвёздное облако. В нём выявили более 120 молекулярных соединений, включая несколько сложных веществ, имеющих отношение к пребиотической химии. Облако получило обозначение G+0.633-0.0604, или G+0.633, и стало первым подтверждённым «химическим близнецом» другого хорошо изученного молекулярного облака G+0.693.

Исследование под руководством Давида Сан-Андреса из Центра астробиологии в Испании показывает, что необычайно богатая химия, ранее считавшаяся характерной для G+0.693, может встречаться и в других участках центральной области Галактики.

В межзвёздном пространстве астрономы уже обнаружили почти 350 различных молекулярных соединений. Однако значительная часть известных молекул была найдена всего в нескольких особенно богатых химией областях. Одной из них является G+0.693-0.027 — гигантское молекулярное облако, расположенное вблизи центра Млечного Пути.

На долю G+0.693 приходится около 40% всех молекул, обнаруженных в межзвёздном пространстве. Среди них есть соединения, которые рассматриваются как потенциальные предшественники некоторых биологически важных веществ.

При этом G+0.693 не относится к активным областям звездообразования. Его химическое богатство связывают с необычным сочетанием физических условий. Облако достаточно тёплое, чтобы в нём активно протекали химические процессы, однако наблюдаемые молекулы формируют относительно хорошо различимые спектральные сигналы.

Кроме того, G+0.693, вероятно, подвергалось воздействию медленных ударных волн, возникающих при взаимодействии потоков межзвёздного газа. Такие процессы способны разрушать ледяные оболочки на поверхности пылинок и высвобождать в газ молекулы, которые ранее находились в замороженном состоянии. В результате концентрация различных соединений в газовой фазе увеличивается, что облегчает их обнаружение с помощью радиотелескопов.

Астрономы предполагали, что столь редкое сочетание условий может быть уникальным. Однако G+0.633-0.0604 оказалось удивительно похожим на G+0.693. Два облака разделяют всего около 32 световых лет, а наблюдения показали сходные признаки воздействия ударных волн и близкие особенности температуры газа.

Подробное спектроскопическое исследование G+0.633 позволило идентифицировать более 120 молекулярных видов. В их составе присутствуют все шесть основных биогенных элементов — углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Среди обнаруженных соединений есть и бензонитрил — ароматическая молекула, ранее неоднократно выявлявшаяся в богатых химией межзвёздных облаках.

Особый интерес представляют несколько молекул, связанных с пребиотической химией. В G+0.633 впервые после первоначального обнаружения в другом месте межзвёздного пространства вновь зарегистрировали этаноламин. Это соединение рассматривается как важный компонент химии фосфолипидов — основных структурных элементов клеточных мембран.

Также исследователи обнаружили sp-гликоламид — структурный аналог глицина, простейшей аминокислоты, входящей в состав белков. Это лишь второй случай обнаружения такого соединения в космосе.

Ещё одним важным результатом стало обнаружение всех трёх возможных вариантов цианометанимина. Эти соединения рассматриваются как потенциальные предшественники аденина — одного из азотистых оснований, используемых в составе ДНК и РНК.

Однако сами обнаруженные молекулы не являются признаками существования жизни. Речь идёт о химических соединениях, которые могут участвовать в последовательности реакций, ведущих к образованию более сложных органических веществ. Их присутствие показывает, что необходимые для такой химии процессы способны происходить в межзвёздном пространстве.

Сходство химического состава G+0.633 и G+0.693 особенно важно для астробиологии. Если одинаковые редкие органические соединения возникают в двух независимых молекулярных облаках, это указывает на то, что богатая пребиотическая химия может быть не исключительной особенностью одного необычного объекта.

Исследователи называют G+0.633 «новой золотой жилой» для астрохимии. По их мнению, открытие второго химически богатого облака позволяет предположить, что условия, необходимые для образования потенциальных строительных блоков жизни, могут встречаться в Галактике значительно чаще, чем считалось ранее.

При этом остаётся открытым вопрос о том, насколько распространены подобные химические процессы за пределами центральной области Млечного Пути. Дальнейшие наблюдения других молекулярных облаков помогут определить, действительно ли G+0.633 и G+0.693 являются представителями распространённого класса химически богатых объектов.

Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.