Научный коллектив из нескольких стран, пытаясь создать более экологически чистые процессы горения топлива в двигателях, вывел механизм формирования во Вселенной при сверхнизких температурах основ биологических молекул, которые затем могли попасть на Землю и стать причиной зарождения жизни.
Научная статья по низкотемпературному образованию полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в атмосфере спутника Сатурна Титана опубликована в журнале Nature Astronomy.
«Мы занимаемся исследованиями механизмов роста ПАУ систематически, с целью разработки надежных кинетических моделей горения углеводородного топлива и развития более экологически чистых процессов горения и соответственно, камер сгорания в двигателях. Несколько лет назад мы обнаружили реакцию, ведущую к росту бензола в нафталин, то есть от одного шестичленного углеродного кольца к двум, которая быстра и эффективна при низких температурах, так как она не требует дополнительной энергии», — рассказал профессор Международного университета Флориды, главный научный сотрудник Самарского университета Александр Мебель.
С тех пор, пояснил он, учёные начали изучать подобные реакции и к настоящему времени показали теоретически и экспериментально, что низкотемпературный механизм роста ПАУ является универсальным. Так, исследование поясняет первый шаг сложного механизма формирования биологических молекул.
«Молекулы аналогичные маленьким ПАУ, но содержащие атомы азота, являются ключевыми составляющими рибонукелиновых кислот (РНК, ДНК) и некоторых аминокислот, то есть составляющих белков», — сказал Мебель.
По его словам, на следующем шаге исследований надо понять, как атомы азота могут внедряться в ПАУ и как после такого внедрения могут образовываться нуклеиновые базы и аминокислоты, являющиеся биохимической основой жизни.
«Несомненно, наша работа и подобные работы в этой области, которую часто называют астробиологией, показывают, что многие молекулы, являющиеся предшественниками биологически важных молекул, моли быть занесены на Землю из космоса. Но это не означает, что живые организмы были занесены из космоса. Скорее, сложные молекулы, занесенные из космоса, могли способствовать дальнейшей химической и биохимической эволюции на Земле, постепенно приведшей к появлению живых организмов», — рассказал ученый.
В открытии приняли участие студенты и сотрудники Самарского университета, работающие в рамках Мегагранта Минобрнауки России «Разработка физически обоснованных моделей горения». Они работали над теоретической частью этого исследования и проводили квантовохимический расчёт поверхности потенциальной энергии для исследуемой реакции. Они также рассчитали кинетические константы скоростей этой реакции при разных условиях, т. е. температурах и давлениях.