«Отпечаток пальца» молекулы может помочь объяснить формирование жизни на Земле

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Химический элемент сера необходим для всех форм жизни и является строительным блоком белков и аминокислот. Изучая молекулы на основе серы в космосе, ученые работают над пониманием химических процессов, которые могли привести к формированию жизни на Земле.

Немецкие исследователи из Института внеземной физики Общества Макса Планка обнаружили особый тип молекулы, называемый однократно дейтерированным метилмеркаптаном (CH ₂ DSH). Они нашли его вблизи молодой звезды, похожей на наше Солнце.

Работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

Используя Канадский источник света (CLS) в Университете Саскачевана (USask), доктор Хейли Банн и ее коллеги смогли создать «отпечаток пальца» молекулы, проанализировав, как она трясется и вращается в ответ на сверхъяркий синхротронный свет.

Теперь другие исследователи из международной команды используют этот отпечаток или сигнатуру для поиска большего количества тех же молекул в далеком космосе. Это может позволить им собрать воедино то, как молекулы для жизни сформировались на Земле миллиарды лет назад.

«Мы действительно пытаемся понять, насколько далеко мы можем зайти, химически, в сторону более крупных биологических молекул и какие среды необходимы для их формирования», — говорит Банн. «В конечном счете, было бы неплохо когда-нибудь ответить, как это затем наследуется планетами и, надеюсь, жизнью?»

Синхротрон CLS сыграл решающую роль в успехе исследований Банна, поскольку вибрационные сигналы этой базовой молекулы чрезвычайно трудно обнаружить. Синхротронный свет намного ярче обычных источников, что позволяет идентифицировать даже самые слабые сигналы.

«В мире очень мало — возможно, четыре — синхротронов, которые делают эту высокоразрешающую терагерцовую спектроскопию, которая нам нужна, и один из них — CLS», — говорит Банн. CLS также предлагает исследователям удаленный доступ для этого типа работы — со специализированной поддержкой — что делает исследования максимально простыми.

Банн и ее коллеги были удивлены сложностью характерного колебательного и вращательного паттерна молекулы. Хотя их исследование дает ясную информацию, полезную для ее идентификации в космосе, остаются вопросы о базовой химии.

Банн горит желанием продолжить свою работу по идентификации этих фундаментальных молекул в лабораторных условиях и с использованием синхротронного света. «Это волнение от разгадки головоломки».

Больше информации: Hayley A. Bunn et al, Laboratory Rotational Spectroscopy Leads to the First Interstellar Detection of Singly Deuterated Methyl Mercaptan (CH ₂ DSH), The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adacea