Некоторые астероиды могли быть своего рода «молекулярными фабриками», которые без устали вырабатывали элементы, необходимые для зарождения жизни, а затем доставляли их на Землю при столкновениях с ней. Это подтверждается некоторыми открытиями ученых, обнаруживших в материалах комет и астероидов молекулы, необходимые для образования органических соединений. Судя по всему, как минимум один из них не был точным конвейером на этой «фабрике» и работал довольно своеобразно.

В январе 2000 года в Канаде, провинции Британская Колумбия, упал метеорит. Его взрыв произошел в атмосфере, и осколки от взрыва упали в основном на замерзшее озеро Тагиш. По оценкам специалистов, размер метеорита перед входом в атмосферу составлял около 4 метров в диаметре, масса – около 56 тонн. Поскольку взрыв видело множество людей, осколки метеорита были собраны за несколько дней и были сохранены в замороженном состоянии. Благодаря этому можно утверждать, что они практически не были «загрязнены» земными органическими соединениями. Однако было собрано намного меньше 56 тонн. Согласно подсчетам, к моменту взрыва осталось всего около 1.3 тонн, а удалось собрать лишь 10 килограмм осколков. Испарившаяся масса метеорита привела к серебристым облакам на следующее утро после взрыва.

Некоторые результаты исследования осколков метеорита были опубликованы в последнем номере журнала «Science». По словам первого автора публикации, Критофера Херда (Альбертский университет), поскольку метеорит упал на замерзшее озеро, его осколки можно считать лучшими образцами метеоритного материала с точки зрения их чистоты по отношению к земным примесям.

«Первые образцы тагишского астероида (мы использовали в нашем исследовании именно те, которые были собраны в течение нескольких дней после падения) ближе всего к тому, что можно получить в ходе полета к астероиду и забора образцов в космосе», – сказал Майкл Каллахан, сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда и соавтор публикации.

Тагишские метеориты богаты углеродом. Как и в других метеоритах такого типа, в них были обнаружены фрагменты, содержащие набор различных органических материалов, включая аминокислоты, являющиеся строительным материалом белков. Белки – важнейший элемент жизни, они участвуют практически во всех жизненных процессах клетки. Новым в исследовании явилось не само наличие аминокислот, а то, что различные образцы содержали сильно разное их количество.

«Мы обнаружили, что в некоторых образцах в десять или даже в сто раз больше определенных аминокислот, чем в других, –  говорит другой сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда Даниель Главин, также соавтор публикации. – Раньше не было обнаружено ни одного астероида, результаты исследования частей которого показывали бы такое непостоянство их состава. Единственным похожим астероидом был 2008 TC₃. Он также взорвался в атмосфере, его метеориты близки к тагишским по разнообразию состава. Однако считается, что астероид 2008 TC₃ был не одиночным, но составленным из нескольких разных астероидов».

Определяя в образцах наличие различных минеральных веществ, ученые смогли определить, насколько каждое из них было подвержено изменению под действием воды. Оказалось, что разные образцы были под воздействием разного количества воды. Это позволило предположить, что эта разница является причиной различного набора аминокислот.

«Наше исследование позволяет по-новому взглянуть на роль воды в изменении молекул, необходимых для образования жизни, на астероидах, – говорит Херд. – Пожалуй, наши результаты впервые достаточно убедительно показывают, что вода, проникающая в астероид, приводит к образованию одних молекул и разрушению других. Тагишские метеориты являются уникальной возможностью понять, что происходило с органическими молекулами на астероидах четыре с половиной миллиарда лет назад и разобраться с химическими реакциями, предшествующими образованию жизни».

Если непостоянство состава тагишских метеоритов окажется обычным, то ученым нужно будет более осмотрительно принимать решения в вопросе о том, были ли необходимые для зарождения жизни материалы доставлены на Землю астероидами. «Биохимические реакции сильно зависят от концентрации, – говорит Каллахан. – Если исходного материала недостаточно, реакции не будет, если же его в достатке – беспокоится не о чем. На одном метеорите может не хватать каких-то материалов, однако непостоянство состава тагишских метеоритов говорит о том, что принимать решение о недостаточности какого-то материала по малому числу образцов нельзя».

Хотя тагишские метеориты явились результатом взрыва чрезвычайно древнего астероида, есть опасность «загрязнения» земными материалами при контакте с атмосферой и поверхностью Земли. Однако в одном из образцов оказался избыток аминокислот, который после проведения анализа изотопов веществ в их составе позволил с уверенностью утверждать, что они образовались в космосе.

Изотопы – одни и те же элементы, имеющие разную массу. Например, углерод-13 – более тяжелый и менее распространенный изотоп углерода. Поскольку органическая химия показывает тенденцию использовать легкие изотопы углерода, наличие углерода-13 в аминокислотах метеоритов позволяет утверждать, что эти аминокислоты образовались в космосе.

«Мы обнаружили, что аминокислоты в тагишских метеоритах богаты углеродом-13, что показывает, что они, возможно, образовались в ходе неорганических реакций в астероиде», – говорит Жами Эльсила, сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда, соавтор публикации, выполнивший изотопный анализ.

При проведении этого непростого анализа авторы публикации обратились в Аналитическую лабораторию астробиологии Центра космических полетов имени Годдарда. «Мы специализируемся на анализе внеземных аминокислот и других органических соединений, – говорит Джейсон Дворкин, глава лаборатории. – У нас есть необходимое оборудование и методики. Мы также планируем заняться разработкой оборудования для проекта OSIRIS-Rex».