Астрономи виявили поза Землі несподівано багато різних органічних речовин, тобто складних сполук вуглецю. Значна частина позаземної органіки — це поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ) на кшталт нафталіну, фенантрену та подібних до них. Автори нового дослідження проаналізували зразки Мурчисонського метеориту та астероїда Рюгу і дійшли висновку, що багато ПАУ в їхньому складі виникли далеко від зірок, в умовах низьких температур.
Органічні сполуки — ті, що містять з’єднані між собою ланцюжки та кільця з атомів вуглецю — тривалий час вважали продуктом хімічних реакцій у живих істотах. Це закріпилося в їхній назві, яка використовується досі. Потім виявилося, що органіка цілком може утворитися без допомоги організмів. Більше того, її чимало за межами нашої планети та навіть Сонячної системи. Астрономи помітили в космосі значну кількість досить складних органічних речовин, включаючи спирти та окремі компоненти ДНК або білків.
Автори нової статті в журналі Science зацікавилися одним із класів органічних сполук, які виявлені у космосі, – поліциклічними ароматичними вуглеводнями (ПАУ). Вони складаються всього з двох хімічних елементів — водню та вуглецю, що утворюють конденсовані (безпосередньо прилеглі один до одного) ароматичні кільця.
На частку ПАВ припадає до 20 відсотків вуглецю міжзоряного простору, де зустрічаються такі представники цієї групи речовин, як нафталін (два конденсовані кільця), антрацен (три кільця в ряд) і, наприклад, утворений чотирма конденсованими кільцями пірен.
Фахівців з астрохімії зацікавило, за яких умов виникають такі досить складні за структурою сполуки. З цією метою вони вивчили ізотопний склад вуглецю та водню із зразків Мурчисонського метеориту (вуглецевий хондрит, що впав в Австралії в 1969 році) та отриманих японським зондом «Хаябуса-2» проб навколоземного астероїда Рюгу . Для порівняння додатково описали склад згорілих рослинних решток.
Вдалося з’ясувати, що ізотопний склад вуглецю у складі ПАВ небесних тіл помітно відрізняється від випадкового. У випадку нафталіну, флуорантену та пірену з Рюгу та флуорантену Мурчинсонського метеориту відхилення оцінили у 9-51 проміле. Автори дослідження дійшли висновку, що ця складна органіка могла сформуватися у двох умовах, що різко різняться.
Більшість ПАУ з двома та чотирма конденсованими кільцями — нафталін, пірен і флуорантен — швидше за все, утворилася за низьких температур (приблизно 10 градусів Кельвіна, або мінус 263,15 за Цельсієм). Це відповідає холодним областям на великій відстані від зірок, тобто у міжзоряному просторі.
Тим часом інші ПАУ (мають три кільця антрацен і фенантрен), мабуть, виявилися синтезованими або виникли при хімічних перетвореннях інших органічних молекул при вищій температурі. Це могло статися поряд із зіркою чи в якомусь космічному тілі, що оберталося навколо неї.
