Уявіть, що центр нашої галактики вирішили притрусити солодкою пудрою. Астрономи вже давно з’ясували, що хмари в серці Чумацького Шляху пахнуть лісовою малиною та ромом через наявність етилформіату. Але нещодавно вчені зробили ще один дивовижний крок і виявили перший справжній цукор у космосі. Ним виявилася еритрулоза – речовина, яку на Землі добре знають любителі рівної засмаги, адже її додають у косметичні автобронзати. Проте на відстані тисяч світлових років ця молекула виконує значно важливішу місію, ніж створення штучного відтінку шкіри. Повідомляє T4 з посиланням на sciencealert.com. Чому перший справжній цукор у космосі став сенсацією для науки Фото: sciencealert.com Відкриття відбулося не на порожньому місці. Команда астробіологів під керівництвом Ізаскун Хіменес-Серра з Іспанського центру астробіології спрямувала два потужні інструменти спостереження – 40-метровий радіотелескоп Yebes та 30-метровий IRAM – на хімічно багату молекулярну хмару з назвою G+0.693-0.027. Це гігантське скупчення газу та пилу розташоване поблизу динамічного центру Чумацького Шляху, приблизно за 27 000 світлових років від нашої планети. Простір там буквально кишить складними органічними сполуками, але знайти серед них делікатну молекулу цукру – завдання із зірочкою. Щоб ідентифікувати речовину, вчені шукали її унікальний спектральний підпис. Кожне з’єднання у просторі обертається у свій неповторний спосіб, випромінюючи радіохвилі на певних частотах. Науковці зафіксували 12 чітких спектральних ліній, які ідеально збіглися з лабораторними вимірюваннями еритрулози. Тут є нюанс: точність цього аналізу настільки висока, що ймовірність випадкової помилки становить усього 0,2%. Тож сумнівів немає – у глибокому космосі дійсно плаває справжній цукор. Космічна кулінарія: як утворюється еритрулоза без участі життя Еритрулоза є складним чотиривуглецевим кетоцукром із хімічною формулою C4H8O4. Вона належить до хіральних молекул, тобто має “ліву” та “праву” форми, подібно до людських долонь. Досі в міжзоряному середовищі знаходили лише простіші молекули-попередники, на кшталт гліколальдегіду. Логічно було б припустити, що простіших тривуглецевих цукрів у космосі має бути значно більше, ніж складної еритрулози. Проте всесвіт знову здивував дослідників. Спостереження показали аномальну концентрацію: еритрулоза виявилася щонайменше у 8 разів поширенішою у хмарі G+0.693-0.027, ніж простіші тривуглецеві цукри на кшталт гліцеральдегіду, які взагалі не вдалося зафіксувати під час надчутливого сканування. Як таке можливо? Квантово-хімічне моделювання підказало несподівану відповідь. Молекула утворюється безпосередньо на крижаній поверхні космічних пилинок шляхом злиття двох двовуглецевих сполук – гліколальдегіду та етиленгліколю. Це спростовує стару теорію про те, що міжзоряні молекули ростуть виключно крок за кроком, послідовно приєднуючи по одному атому вуглецю. Космічний пил працює як ефективний конвеєр, де великі блоки з’єднуються разом під дією космічного випромінювання. Місток до появи перших живих організмів Звісно, летіти до центру галактики заради космічних солодощів ніхто не збирається, та й спроба скуштувати цей міжзоряний пиріг закінчилася б кепсько через суміш із токсичними ціанідами навколо. Проте знахідка має фундаментальне значення для науки. Одним із головних запитань у дослідженнях походження життя завжди було те, звідки на ранній Землі взялися прості цукри. Лабораторні експерименти, що відтворюють умови прадавньої планети, дають занадто низьку концентрацію цих речовин для запуску біологічних процесів. І ось що цікаво: у водному середовищі еритрулоза здатна легко ізомеризуватися, тобто перетворюватися на треозу. А треоза належить до родини простих нуклеїнових кислот і вважається потенційним еволюційним попередником РНК. Якщо складні цукри можуть легко синтезуватися у відкритому космосі на крижаних пилинках, це означає, що “будівельні блоки” для майбутнього життя подорожували всесвітом ще до появи нашої Сонячної системи. Вони могли потрапити на молоду Землю разом із метеоритами та кометами, давши потужний поштовх розвитку перших живих клітин. Часті питання про знахідку Що таке еритрулоза і де її використовують на Землі? Еритрулоза – це чотиривуглецевий кетоцукор. На нашій планеті вона природно міститься у деяких ягодах, наприклад, у малині. Її активно застосовують у косметичній промисловості як безпечний компонент для кремів-автозасмаг, оскільки вона м’яко реагує з білками шкіри, створюючи природний темний відтінок. Чи можна їсти космічний цукор? Сама по собі молекула еритрулози є цілком їстівною та безпечною. Однак у міжзоряних хмарах вона змішана з величезною кількістю інших хімічних сполук, зокрема з отруйними ціанідами. Спроба “вкусити” таку суміш була б вкрай небезпечною для здоров’я людини. Чому це відкриття спростовує попередні теорії хімії космосу? Раніше вважалося, що складні молекули в космосі формуються дуже повільно – шляхом послідовного додавання по одному атому вуглецю. Проте моделювання еритрулози довело, що складні сполуки можуть виникати значно швидше, коли дві готові двовуглецеві молекули з’єднуються на крижаній поверхні пилу під впливом радіації. Як цукор допомагає зрозуміти походження життя на Землі? Цукри утворюють основу молекул РНК та ДНК, а також використовуються клітинами для отримання енергії. Оскільки науковці досі не знають, як саме утворилися перші цукри на прадавній Землі, виявлення їх у космосі доводить, що ці найважливіші хімічні елементи могли бути занесені на планету ззовні вже у готовому вигляді. Виявлення еритрулози в центрі Чумацького Шляху доводить, що міжзоряне середовище здатне на значно складніші хімічні процеси, ніж уявляли раніше. Цей солодкий пил, зафіксований іспанськими телескопами, наближає науку до розгадки того, як нежива матерія перетворилася на перші мікроорганізми. Можливо, коріння нашого генетичного коду дійсно лежить серед холодних хмар газу на відстані 27 000 світлових років від нас, чекаючи на нові відкриття.The post Вчені виявили перший справжній цукор у космосі first appeared on T4 - сучасні технології та наука.

Нещодавнє відкриття в галактичному центрі підкріплює схожість Чумацького Шляху з смачним десертом.Раніше вчені виявили естер під назвою етиловий формат, що плаває між зірками в внутрішніх регіонах галактики – сполуку, яка надає малині її характерний смак.Тепер астрономи, можливо, знайшли цукор, яким можна присипати цей космічний десерт.У приблизно тій же області космосу вчені виявили еритрулозу – перший справжній цукор, знайдений у міжзоряному просторі.Хоча ви, напевно, не захотіли б його їсти. Еритрулоза є їстівною, але вона змішана з багатьма космічними речовинами, які не дуже сумісні з життям (привіт, молекули, що містять ціанід).На щастя, те, що не є дуже хорошим перекусом, могло стати відмінним інгредієнтом для виникнення життя.Згідно з командою, очолюваною космохіміком Ізаскун Хіменес-Серра з Іспанського центру астробіології, це відкриття може допомогти пояснити, звідки взялися перші біологічно важливі цукри до того, як життя почалося на Землі."Центральне питання в дослідженнях походження життя полягає в тому, як моносахариди формувалися на первісній Землі, оскільки лабораторні експерименти за преабіотичних умов дають недостатні концентрації", – пише команда в новій статті, опублікованій в Nature Astronomy."Міжзоряна еритрулоза могла сприяти цукровому запасу, доступному для ранніх метаболічних і реплікаційних процесів".Життя, як ми його знаємо, залежить від цукрів – малих молекул на основі вуглецю, які клітини використовують для енергії та як сировину для побудови більших біологічних молекул. Цукри також формують основу РНК і ДНК.Цукри також є центральними в преабіотичній хімії – хімічних умовах, які призводять до виникнення життя. Однак, оскільки вчені досі не знають, як виникли перші цукри, їх часто розглядають просто як початкові інгредієнти в моделях преабіотичної хімії.Ми вже мали підказки, що цукор може формуватися в космічному середовищі. Цукри були знайдені в метеоритах та зразках з астероїда Бенну. Простих попередників цукру, таких як гліколальдегід та (Z)-1,2-етендіол також виявлено в космосі.Якщо ми хочемо знайти справжній цукор, що містить три або більше атомів вуглецю, дослідники вважають, що галактичний центр – це місце, де слід шукати.Внутрішня частина нашої галактики відома як Центральна молекулярна зона, і вона заповнена густими хмарами газу та пилу, багатими складними органічними молекулами.Команда націлила два радіотелескопи в Іспанії на особливо перспективну хмару під назвою G+0.693, яка в минулому вже виявляла інші преабіотичні молекули.Пошук проводився шляхом вивчення унікального радіосигналу еритрулози. Кожна молекула обертається по-своєму, створюючи характерний малюнок радіочастот, який астрономи можуть ідентифікувати навіть з тисяч світлових років відстані.G+0.693 дала команді те, що вони шукали – але в історії є поворот, і не тільки тому, що еритрулоза є хіральною.Вони очікували, що простіші цукри, що містять три атоми вуглецю, домінуватимуть.Натомість, еритрулоза з чотирма атомами вуглецю виявилася принаймні в 8-17 разів більшою за кількістю, ніж трьохвуглецеві цукри гліцеральдегід та дігідроксиацетон, які взагалі не були виявлені в хмарі.Це може бути ключовою інформацією, яка розповідає нам, як цукор формується в міжзоряному середовищі.Комп'ютерні моделі дослідників вказують на те, що цукор формується на крижаних поверхнях маленьких пилових частинок, що дрейфують у космосі.На цих частинках два відносно поширених двовуглецевих молекули – гліколальдегід та етиленгліколь – можуть активуватися радіацією та об'єднуватися для побудови еритрулози.Згодом удари можуть скинути ці молекули з пилових частинок назад у космос, де телескопи можуть їх виявити.Моделювання концентрацій цих молекул не зовсім відповідає спостереженням, але є багато можливих причин для цього. Майбутня робота може з'ясувати причину розбіжності.Але на цьому особливому міжзоряному торті ще є глазур.Еритрулоза, що складається з 14 атомів, є найбільшою молекулою, коли-небудь виявленою в міжзоряному просторі, яка не має закритих кілець у своїй структурі – і лише другою хіральною молекулою.Це свідчить про те, що міжзоряне середовище – і, зокрема, центральна молекулярна зона – може бути здатним до набагато складнішої хімії, ніж ми усвідомлювали.Крім того, це відкриття може бути підказкою про те, як ця хімія могла існувати в хмарі, з якої народилися Сонце та всі його планети.Виявлення, пишуть дослідники, "не лише надає прямі докази того, що складні, хіральні види можуть формуватися за міжзоряних умов, але й підводить нас до вищого рівня в сходах міжзоряної хімічної складності, що свідчить про те, що інші преабіотичні (і потенційно хіральні) молекули також можуть формуватися та виживати в екстремальних умовах міжзоряного середовища".Результати були опубліковані в Nature Astronomy.Цікавий фактЕритрулоза є найбільшою молекулою, виявленою в міжзоряному просторі, яка не має закритих кілець у своїй структурі.