Новые данные о межзвездной пыли, заполняющей всю Вселенную, показали, что в ней еть следы органических материалов, которые были созданы звездами.

Астрономы из Университета Гонконга изучили звезды, находящиеся на разных ступенях эволюции. Оказалось, что ни могут синтезировать сложные органические соединения, которые затем улетают в космос, заполняя межзвездное пространство. Эти органические вещества столь сложны, что их структура схожа с углем и нефтью, утверждает Сун Квок, первый автор публикации исследования в журнале Nature.

Раньше считалось, что столь сложные вещества могут производиться только живыми организмами, но оказывается, что они могут образоваться в космосе, где нет жизни. Их создатели – звезды, и весь процесс протекает очень быстро.

«Что меня больше всего поразило, это простота, с которой сложные органические соединения создаются звездами, и они находятся повсюду как в нашей галактике, так и в других, – говорит Квок. – Природа умнее, чем мы думали».

Квок и его коллега из университета Йонг Жанг изучили несколько примеров хорошо известного, но загадочного инфракрасного излучения звезд, межзвездного пространства и галактик. Оно известно уже 30 лет, но его источник все еще не определен.

«В астрономическом сообществе принято считать, что за это излучение отвественны полицклические ароматические углеводороды, которые являются простыми ароматическими соединениями углерода и водорода, – говорит Квок. – Наша работа показывает, что эта гипотеза неверна».

Квок и Жанг проанализировали данные Инфракрасной космической обсерватории и телескопа Спитцер, двух телескопов в инфракрасном диапазоне. Ученые изучали звезды, находящиеся на разных этапах своей эволюции. Сначала легкие и средние звезды, затем звезды с протопланетным облаком и, наконец, с планетарным облаком. Последняя стадия характеризуется оболочкой ионизованного газа, распространяющейся от звезды на поздних этапах их жизни.

Оказалось, что загадочное инфракрасное излучение не существует для легких и средних звезд. Но для звезд с протопланетарной туманностью это излучение появляется, а при переходе в стадию планетарной туманности излучение усиливается.

«Это говорит о том, что органические соединения, ответственные за излучение, создаются в ходе эволюции звезды», – говорит Квок.

Другим удивительным выводом проделанного исследования стала скорость, с которой звезды создают органические соединения и «выплевывают» их в космос.

«Поскольку мы знаем динамический и эволюционный возраст звезд (динамический возраст показывает скорость рассеяния туманности, эволюционный возраст говорит о скорости эволюционирования звезды), мы можем наложить ограничения на характерные времена химических реакций, – говорит Квок. – Поскольку и тот и другой возрасты имеют порядок тысячи лет, анализ спектральных характеристик говорит нам, что органические соединения образуются на временах, меньших тысячи лет».

Ученые также исследовали взрывы звезд и показали, что в ходе этих динамичных космических явлений пыль производится еще быстрее.

«Их спектральные характеристики изменялись от характерных для газа до характерных для пыли за считанные дни или недели, – говорит Квок. – Это говорит о том, что органические соединения, возможно, создаются очень быстро».

Новое исследование, однако, не может быть принято на веру сразу, ведь сейчас принято считать, что звезды не могут создавать сложные органические соединения в вакууме космоса.

«Теоретически, это очень сложно понять из-за очень низкой плотности межзвездного пространства, – поясняет Квок. – Но наши наблюдения достаточно ясны, и нет оснований сомневаться в том, что спектральные характеристики действительно меняются очень быстро. Это значит, что органические соединения образуются в газовой среде».

Ученым также удалось показать, что химический состав звездного органического вещества схож с органикой, которую мы находим в метеоритах. А поскольку метеориты – осколки камней, оставшихся зачастую с ранних этапов развития Солнечной системы, то есть основания полагать, что именно звезды обогащают астероиды и другие тела своих формирующихся систем органическим материалом.

«Вполне возможно, что органические соединения в метеоритах были созданы звездами, – считает Квок. – Звездная пыль могла быть выброшена недалекими планетарными туманностями и она пережила космическое путешествие».

На заре земной истории поверхность нашей планеты подверглась нашествию метеоритов и комет, этот период известен как поздняя тяжелая бомбардировка. Поскольку органические материалы в метеоритах похожи на звездные, то можно заключить, что в ходе этой бомбардировки к нам попали органические соединения, созданные звездами.

Пока рано утверждать, что именно эти материалы сыграли важную роль в зарождении жизни на Земле, но это вполне возможно.

«Если это так, то жизни пришлось немного легче, чем при самопроизвольном зарождении. Эти занесенные материалы могли стать базовыми ингредиентами жизни», – говорит Квок.

По мнению Квока, рано складывать оружие. Необходимы дальнейшие исследования, и он сам планирует продолжить изучение инфракрасного излучения, расширяя число осмотренных звезд, чтобы точнее определить химический состав звездной пыли. Кроме этого чрезвычайно интересно понять, как же звезды, раскаленные гиганты в вакууме космоса, оказались способны к созданию сложных органических соединений.

«Уголь – продукт деятельности живых существ, для его образования требует очень много времени, – говорит Квок. – Как звезды создают столь сложные соединения при неблагоприятных условиях и так быстро?»

На этот вопрос астрономам предстоит ответить.