Компьютерра - Компьютерра PDA N166 (31.03.2012-06.04.2012)

Первая молекула, которую можно без особых сомнений считать органической, была найдена вне Солнечной системы в 1969 году. Льюис Снайдер с соавторами при помощи 140-футового радиотелескопа Национальной радиоастрономической обсерватории США нашли в спектрах полутора десятков объектов линию поглощения формальдегида. Годом позже при помощи того же инструмента в паре направлений, близких к центру Галактики, была замечена линия излучения метанола. В 1971 году Барри Тернер обнаружил в молекулярном облаке Sgr B2 излучение цианоацетилена (HC 3N), положив тем самым начало исследованию межзвёздных цианополиинов - углеродных цепочек, украшенных атомом водорода с одной стороны и атомом азота с другой стороны. Сейчас самая длинная молекула в этом семействе - HC 11N, и это по земным меркам совершеннейшая экзотика. На Земле цианополиинов (равно как и многих других ненасыщенных водородом межзвёздных молекул) нет ни в живых организмах, ни в минералах, да и искусственно они синтезируются с большим трудом.

По всей видимости, у Природы подобных проблем с органическим синтезом не возникает. Правда, нужно отметить важное обстоятельство. Сложные молекулы присутствуют в космосе, но нельзя сказать, что они есть повсеместно. Больше того, значительная их часть обнаружена в одном из четырёх мест. Первое - уже упомянутое молекулярное облако Sgr B2, точнее, даже не всё облако, а его северная часть. Второе и третье - комплексы молекулярных облаков в Орионе и Тельце. Четвёртое - оболочка углеродной звезды IRC+10216 (она же CW Льва; кстати, её инфракрасное изображение в Google Sky часто выдают за планету Нибиру).

Отчасти такая концентрация в нескольких объектах связана с тем, что искать проще под фонарём. Если вы не ставите иной цели, кроме как найти ещё какую-нибудь замысловатую молекулу, вам нужно не обшаривать всё небо, а просто ещё раз пристально посмотреть на облако Sgr B2. Именно там в последние годы обнаруживают всякую новую органику. Однако могут быть и более физические причины.

Синтезироваться молекулам-монстрам в холодном (единицы кельвинов) и разреженном газе всё-таки не так легко. И реакций подходящих нет, а те, что есть, идут слишком медленно. Сейчас считается, что в синтезе межзвёздной органики решающую роль играет пыль. Ингредиенты для химического синтеза садятся на поверхность космических пылинок и начинают "прилипать" друг к другу. Первым шагом становится слияние молекулы СО с водородом, в результате чего образуется радикал HCO, а он уже присоединяет к себе прочие атомы, последовательно превращаясь в формальдегид, муравьиную кислоту, метанол - далее везде. По прошествии некоторого времени пылинка оказывается окружённой органической мантией весьма сложно переплетённого химического состава.

Предположение о решающей роли поверхностных реакций решает проблему только наполовину. Мантия - это очень хорошо, но мы-то наблюдаем молекулы в газе. Точнее, молекулы в мантиях тоже можно наблюдать, но сделать это гораздо сложнее, и ничего крупнее метанола в ледяных оболочках пылинок пока не наблюдалось (ещё раз подчеркну - вне Солнечной системы!). Подлинное же органическое многообразие присуще именно газу. Это означает, что мантии пылинок нужно испарить. Вероятно, именно тут и проявляется специфика расположения: мы видим органику в газовой фазе преимущественно тех объектов, которые долгое время были холодными, но потом начали разогреваться.

Такая эволюция характерна для протозвёзд, которые рождаются холодными, а потом обретают внутренний источник энергии - будущую звезду. Она испаряет органические мантии, выводя на свет всю синтезированную в них липкую гадость. Поэтому для поисков органики столь перспективными оказываются области звёздообразования и, конкретно, окрестности только что родившихся звёзд. И чем больше таких звёзд, тем больше органики и тем проще её наблюдать. При этом не испарившаяся часть органики может впоследствии попадать и в протопланетные диски, и на формирующиеся планеты, действительно становясь сырьём для зарождения жизни... В комментариях к предыдущей колонке спрашивали, как обнаружить кусочек дозвёздного вещества. Очень просто - это мы с вами! Как говорил Эддингтон, человечество - это звёздная пыль, пошедшая неверным путём (некоторое время назад я уже писалоб этом, хотя в несколько ином ключе).

Впрочем, это пока только гипотезы. До сих пор идут споры о том, могут ли формироваться в межзвёздной среде не просто сложные молекулы, но молекулы подлинно биологического значения, в частности аминокислоты. Уже несколько раз сообщалось, что в облаке Sgr B2 обнаружен глицин, но за каждым его открытием неизменно следовало закрытие. Слишком сложно идентифицировать сложные межзвёздные молекулы. Каждая из них обладает тысячами спектральных линий, часто попадающих в недоступные для наблюдений с Земли диапазоны спектра. В полном же спектре объекта друг на друга накладываются линии десятков молекул, что совершенно не облегчает жизнь спектроскопистам.

Проблема подстерегает и с другой стороны. Чтобы уверенно связать набор линий с присутствием определённой молекулы, её спектр желательно измерить в лабораторных условиях. Но как это сделать, если вы далеко не всегда можете заранее предсказать, в какую ещё причудливую комбинацию объединились межзвёздные атомы? Поэтому открытия новых органических молекул в космосе происходят не так часто. Это трудоёмкая и нудная работа, к тому же требующая очень высококачественных наблюдений. Однако от неё напрямую зависит ответ на мировоззренческий вопрос о частоте встречаемости жизни во Вселенной.

P.S. Раз уж я упомянул Льюиса Снайдера, не удержусь и перескажу одну рассказанную им историю, никак не связанную с колонкой. Некоторое время назад в Штатах работал радиотелескоп BIMA - Berkeley-Illinois-Maryland Array. На одном из совещаний консорциума, который управлял работой телескопа, Снайдер (работающий в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн) вынужден был сделать коллегам замечание. "Невозможно было их слушать, - вспоминал он. - БИМА, БИМА, БИМА… Я не выдержал и сказал им, что мой штат называется Ыллиной, а не Иллиной, и потому телескоп следует называть БЫМА, а не БИМА!" Ничего не напоминает?