Сладкий мыльный снеговик: что известно о самом далеком объекте, к которому подлетал земной зонд?

Астрохимики из Гавайского университета в Маноа пытались выяснить, какие процессы придают астероиду Аррокот из пояса Койпера красноватый оттенок. Но в результате лабораторного эксперимента попутно узнали нечто гораздо более интересное: оказалось, что из-за облучения его метаноловых льдов солнечным ветром Аррокот, по-видимому, богат обычными для нас сахарами и глицерином, как сладкий кусок мыла. Результаты любопытного исследования самого далекого объекта, мимо которого пролетал земной зонд, опубликованы в PNAS.

После того как автоматическая межпланетная станция НАСА New Horizons отправила ученым на Землю изображение астероида, по форме похожего на снеговика — из двух соединенных круглых глыб, астрономы были озадачены его ржаво-красным цветом. Объект был обнаружен в поясе Койпера — области на окраине Солнечной системы, за пределами орбиты Нептуна. Данные зонда также показали, что астероид шириной 34 километра и его ледяная поверхность богата метанолом.

Исследователи предположили, что астероид, названный Аррокот, вероятно, приобрел свой цвет под воздействием солнечного ветра и космических лучей (высокоэнергетические потоки частиц, фотонов, атомных ядер, движущихся почти со скоростью света). Однако в результате какого фундаментального процесса примитивные льды, как метанол, превращаются в сложные органические молекулы красного цвета, оставалось неясным.

Из чего состоит астероид Аррокот?

В новом исследовании команда астрохимиков использовала спектроскопическую характеристику льдов Аррокота от New Horizons для лабораторного эксперимента. Ученые смоделировали воздействие космического излучения, которое обычно испытывает астероид, на образец замороженного метанола и монооксида углерода. В роли космических лучей и солнечного ветра в лаборатории выступили пучки электронов высокой энергии в дозе, примерно эквивалентной 1,8 миллиардам лет космической радиации.

Имитация запустила серию химических реакций в метаноловом льду, в результате которых, к удивлению ученых, образовались биологически значимые простые сахара: глюкоза — основной сахар и источник энергии для нашего организма; и рибоза — она есть в каждой нашей клетке и является фундаментальными строительными блоками РНК и ДНК. Кроме них, исследователи обнаружили в образце льда аллозу — редкий моносахарид, содержащийся в некоторых растениях; глицерин, который обычно используют при производстве мыла; группы молекул, богатых углеродом — ПАУ (полициклические ароматические углеводороды).

«Эти сахара, включая глюкозу и рибозу, и их производные (кислоты, спирты) вместе с ПАУ представляют собой ключевые молекулы, объясняющие красноватый оттенок Аррокота», — пишут авторы исследования.

Как пояснили ученые, при взгляде из космоса насыщенная сахарами в сочетании с ПАУ поверхность должна казаться красной, как это и зафиксировал зонд на своих снимках.

Другие компоненты Аррокота говорят о том, что это, вероятно, довольно сладкий и мыльный мир, если бы мы могли его потрогать или попробовать на вкус.

В совокупности с другими исследованиями, новые данные о составе астероида из пояса Койпера дополняют картину эволюции Земли. Специалисты предполагают, что такие «сахарные миры» могли доставлять на нашу планету на ранних этапах ее формирования пребиотические молекулы и воду. Эти элементы имели в итоге решающее значение для зарождения жизни на Земле.