Уже не первое столетие представители самых различных естественнонаучных направлений ищут ответ на вопрос, каким образом из простейших молекул возникли сложные органические соединения, которые позже стали основой жизни на Земле, а также – не исключено – на других планетах и спутниках планет.

До сих пор в качестве основной гипотезы рассматривалось их образование из газов древней земной атмосферы под действием электрических разрядов (молний). После анализа данных, полученных зондом Cassini во время пролетов вблизи крупнейшего сатурнианского спутника Титана, ученые предложили к рассмотрению альтернативный вариант синтеза «молекул жизни». Атмосфера этого спутника из-за меньшей силы тяжести у его поверхности гораздо протяженнее земной, а основные ее составляющие – азот и метан – очень похожи на те «первичные газы», которые окутывали молодую Землю. На высоте около 300 км в «титанической» атмосфере имеется слой аэрозолей, образованный окрашенными полимерными соединениями с большой молекулярной массой – для их обозначения используют термин «толины». Согласно принятой ранее модели, они и возникали примерно на этих высотах из «обломков» молекул метана, разрушенных ультрафиолетовым излучением Солнца, пишет sunhome

Но уже во время первых пролетов масс-спектрометр ионов и нейтральных частиц (INMS), установленный на Cassini, зарегистрировал наличие в верхних слоях атмосферы Титана молекулы бензола – простейшего ароматического соединения, молекула которого содержит кольцо из шести связанных между собой углеродных атомов. Позже с помощью плазменного, ионно-лучевого и электронного спектрометров (CAPS, IBS, ELS) были обнаружены крупные молекулярные ионы, несущие положительный и отрицательный заряд. Последние стали для исследователей полной неожиданностью: считалось, что основная часть нейтральных молекул под действием ионизирующего излучения распадается на положительные ионы и электроны.

Сейчас можно утверждать, что и частицы, несущие отрицательный заряд, участвуют в формировании атмосферных аэрозолей, вступая в процессы электро-нейтрализации со своими положительными «антиподами». И эти процессы происходят на высотах вплоть до 1000 км над поверхностью Титана, где газы атмосферы подвержены действию не только солнечного излучения, но и космических частиц, которые, таким образом, тоже причастны к синтезу органических молекул. Весьма вероятно, что именно таким образом первые органические соединения возникли и на Земле, и продолжают возникать в молодых планетных системах, «родившихся» сравнительно недавно в каком-то из регионов звездообразования.

Когда возникла жизнь?

С помощью космического телескопа им. Спитцера ученые обнаружили сложные молекулы полициклических ароматических гидрокарбонатов, которые существовали в галактиках в те времена, когда Вселенной было всего 3,5 млрд. лет. Эти молекулы являются «кирпичиками жизни» и необходимы в процессах создания и развития биосфер. Они состоят из атомов углерода и водорода и встречаются в большом количестве на Земле – в выхлопных газах автомобилей и самолетов (в продуктах сгорания органического топлива), в древесном угле и в пережаренном хлебе.

Беспрецедентная чувствительность космического телескопа позволила получить инфракрасные спектры удаленных галактик. И впервые расстояние до этих объектов, равное 10 млрд. световых лет, было определено по доплеровскому смещению линий поглощения полициклических ароматических гидрокарбонатов. Это означает, что в те времена, когда Вселенная была молода, существовали галактики, богатые пылью. В них шли активные процессы звездообразования. К тому времени сменилось несколько звездных поколений, и уже тогда существовала возможность образования каменистых планет, подобных Земле, и возникновения на них жизни. Нашей планете 4,5 млрд. лет. Простейшие формы жизни на ней существовали уже спустя 1 млрд. лет после ее образования. А это означает что жизнь, т.е. первые биологические формы, характеризуемые очень высокой степенью сложности и организованности материи, могли возникнуть в те времена, когда только начиналось образование Млечного Пути.

Наша справка
Возраст Вселенной ~ 13,5 млрд. лет
Возраст Млечного Пути ~ 10 млрд. лет
Возраст Солнца и Земли ~ 4,5 млрд. лет
Время существования жизни на Земле ~ 3,8 млрд. лет

E-NEWS