Антон Первушин - Тайны мировой истории. Трагедии и мифы человечества

Рис.1. Эволюция протопланетного облака (схема)

На определенной стадии появился «зародыш» нашей планеты (протопланета), который стал «вычерпывать» пыль в своем районе. Зародыш Земли по своим размерам не превышал Луну. А твердые тела в протопланетном облаке достигли линейных размеров порядка десятков километров. Можно представить, что происходило при столкновении десятикилометрового тела (камня!) с зародышем Земли при скорости порядка 10 километров в секунду! Большая часть падающего тела просто испарялась при ударе, но масса зародыша была достаточно большой, и вещество не могло улететь в космическое пространство. Зародыш увеличивался, постепенно наращивая свою массу. Кстати говоря, впервые именно Шмидт высказал мысль о том, что ударные процессы могли положить начало образованию атмосферы и океана еще до того, как закончилось формирование Земли.

Рис.2. Молодая планета в протопланетном облаке

Сколько же времени мог занять процесс образования Земли? Здесь мнения ученых сильно расходятся: одни называют промежуток времени в 100 миллионов лет, другие – в 1000 лет.

Гипотеза Хойла так и оставалась бы гипотезой, существующей наравне со многими другими, однако новые методы наблюдений и принципиально новые инструменты позволили современным астрономам своими глазами увидеть протопланетные диски у молодых звезд.

«Семена жизни»

Ученые уже неплохо представляют себе, как формируются планеты и планетные системы. Однако важно еще и понять, на какой стадии эволюции небесных тел начинается эволюция жизни, в какой момент происходит ее зарождение.

Гипотезу о том, что «зародыши жизни» существуют везде во Вселенной и время от времени выпадают на планеты, первым сформулировал шведский химик и один из первых лауреатов Нобелевской премии Сванте Аррениус. Он назвал такой путь возникновения и развития жизни на планетах «панспермией».

Критику эта гипотеза вызывала прежде всего тем, что в ней не давалось ответа на вопрос о происхождении самих зародышей. Тем не менее в ХХ веке она начала подтверждаться. При исследовании радиоастрономическими методами газопылевых облаков в Галактике в них было обнаружено несколько типов органических соединений. Такое открытие тем более удивительно, что раньше в газопылевых облаках предполагалось лишь присутствие водорода и некоторого числа двухатомных соединений.

В качестве примера рассмотрим типичное плотное облако, которое изучено лучше всего – молекулярное облако Туманности Ориона. Это скопление газа и пыли в «мече» Ориона имеет массу, равную миллиону солнечных масс. Большая часть вещества в облаке находится при температурах всего лишь на несколько десятков градусов выше абсолютного нуля. Но в некоторой части этого огромного облачного комплекса плотность вещества так велика, что в ней недавно образовались и начали светить звезды. Возраст этих звезд – несколько сотен тысяч лет, то есть они намного моложе типичных звезд вроде нашего Солнца, возраст которого измеряется несколькими миллиардами лет.

В Туманности Ориона мы видим не только юные звезды, но и области, где звезды еще не образовались, – они рождаются сейчас или «появятся на свет» в ближайшие десятки или сотни тысяч лет. В этих областях концентрации вещества составляют миллиарды частиц в 1 см 3– такие концентрации чрезвычайно благоприятны для образования сложных молекул. Вот и в молекулярных облаках Туманности Ориона земные астрономы уже обнаружили более 130 различных типов органических молекул: от простых молекул окиси углерода СО и циана CN до таких сложных, как молекула этилового спирта С 2Н 5ОН.

Внимание прежде всего привлекают крупные молекулы. Хотя они не так распространены, как простые, но зато гораздо ближе к сложным молекулам, встречающимся в живых организмах. Такие молекулы, как метиламин СН 3NН 2, являются звеном в формировании простейших аминокислот. Конечно же, аминокислоты – это еще не живые организмы, но это кирпичики, из которых складывается белок, являющийся основой известной нам жизни.

Простейшая аминокислота, глицин (С 2H 5О 2N), содержит 10 атомов. Следующая по сложности, аланин (С 3Н 7О 2N), – 13 атомов. Другие аминокислоты содержат от 14 до 26 атомов. Как мы видим, большинство атомов в них – это водород, углерод, азот или кислород, хотя встречается и сера.

Особенно плотные облака – такие как в Туманности Ориона и в центральных областях нашей Галактики – являются первыми кандидатами для поисков межзвездных молекул аминокислот. И ожидаемое открытие уже состоялось!

Об обнаружении простейшей аминокислоты глицина в открытом космосе было впервые объявлено в 1994 году командой астрономов Университета штата Иллинойс, возглавляемой американцем Льюисом Снайдером. Однако выводы Снайдера и его коллег не подтвердились.

Второе заявление было сделано в июле 2002 года. Льюис Снайдер и его коллега И-Цзэн Куань из Национального Университета Тайваня подвергли спектральному анализу радиоизлучение нескольких космических объектов – в частности, крупных сгустков космического газа, пыли и гигантских молекулярных облаков. В результате целенаправленных поисков астрономам удалось-таки обнаружить линии спектра, характерные для глицина.

Как отмечается в научном сообщении по этому поводу, в прошлый раз Снайдеру и компании повезло обнаружить только две спектральные линии, соответствующие глицину. Теперь их было десять!

Обнаружение аминокислот в открытом космосе убедительно доказывает, что эти соединения могут образовываться не только на планетах, но и в пылевых облаках, а значит, теория панспермии близка к истине.

После открытия органических молекул в космическом пространстве межзвездные пылинки, на которых могут концентрироваться эти молекулы, стали называть «семенами жизни».

Открытие молодых миров

Долгое время теории об образовании планет из протопланетного диска оставались теориями. Для того чтобы подтвердить или опровергнуть их, нужны были непосредственные наблюдения молодых звезд в процессе формирования вокруг них протопланетных облаков. И такие наблюдения стали возможны после запуска на орбиту телескопа «Хаббл» (Hubble Space Telescope).

Космический телескоп имени Хаббла – это уникальная космическая обсерватория с телескопом-рефлектором диаметром 2,4 метра, работающая в оптическом диапазоне и близких к нему областях УФ– и ИК-излучения. «Хаббл» был запущен в космос 24 апреля 1990 года на борту шаттла «Дискавери», выведен в автономный полет на следующий день после запуска и успешно эксплуатируется по сей день. С приборов различного типа, камер и спектрографов поступает поистине бесценная информация. Все уже привыкли к тому, что буквально каждый день «Хаббл» преподносит сюрпризы, опровергая одни научные теории и подтверждая другие.