Хиральное далёко

На первый взгляд изучение далекого космоса - одно из самых дорогостоящих, бесполезных и сомнительных занятий. Стоит ли вникать в детали строения космоса, если ничего изменить на этих масштабах мы все равно не в состоянии?

На первый взгляд изучение далекого космоса - одно из самых дорогостоящих, бесполезных и сомнительных занятий. Есть ли черные дыры в центрах галактик или почему никак не ловятся гравитационные волны и сигналы братьев по разуму... Да какая разница? И стоит ли вникать в детали строения космоса, если ничего изменить на этих масштабах мы все равно не в состоянии?

Если вникнуть глубже, ощущение диссонанса только усилится. Вроде бы в астрофизике блистают лучшие умы, которые придумали массу удивительно красивых теорий. Постоянно создается уникальное оборудование с рекордными характеристиками. Но сколько при этом проблем, явных противоречий и сомнительных гипотез! Такие вольности большинство учёных, чьи предсказания можно проверить в земных лабораториях, не могут себе позволить.

Количество загадок и нерешенных проблем в космологии только растёт. Пока с ними удается мириться. Однако похоже, что уже в обозримом будущем может накопиться критическая масса противоречий и наши представления о строении Вселенной придется существенно пересмотреть. А пока взглянем, что интересного обнаружили астрофизики в последнее время.

Международная команда астрономов из Японии, США и Великобритании нашла в созвездии Кита необычно большой сгусток материи на расстоянии 12,9 млрд. световых лет от Земли. Его назвали Химико в честь загадочной древнеяпонской правительницы. Размеры этого сгустка сопоставимы с размерами нашей галактики, а масса оценивается в сорок миллиардов солнечных масс.

Необычность Химико в его возрасте - он сформировался всего через 800 млн. лет после Большого взрыва. Согласно современным представлениям, для образования таких крупных объектов (это происходит в результате постепенного слияния более мелких) требуется не меньше двух-трех миллиардов лет. Впрочем, пока даже толком не ясно, что Химико собой представляет. Возможно, это сгусток ионизированного газа, который нагревается излучением вещества, падающего на сверхмассивную черную дыру. Хотя с таким же успехом это может быть протогалактика или ветер из области интенсивного звездообразования. Дальнейшие наблюдения за Химико и поиск похожих объектов позволят лучше понять его устройство и, возможно, заставят пересмотреть наши представления о ранней истории Вселенной.

Другая группа астрофизиков из США и Германии обнаружила в созвездии Стрельца молекулы этилформиата (C2H5OCHO) и n-пропилцианида (C3H7CN) - самые сложные органические соединения из когда-либо зафиксированных в межзвездном пространстве. Их нашли в облаке горячего газа в области интенсивного звездообразования вблизи центра нашей галактики. Это облако иногда называют отчизной больших молекул (Large Molecule Heimat), поскольку ранее там было найдено множество органических соединений попроще, включая спирты, альдегиды и кислоты.

Большие молекулы довольно трудно обнаружить. Каждая из них имеет специфический спектр, но его линии слабы, а спектры различных молекул в облаке перепутываются. Возможно поэтому, даже глицин - простейшую из аминокислот - пока не удалось надежно засечь. Но глицин не сложнее двух обнаруженных молекул, и это внушает надежду, что вскоре он все-таки будет найден.

Другую блестящую идею развивает команда астрофизиков и биологов из нескольких американских университетов под руководством Научного института космического телескопа (Хаббла). Если дело выгорит, наши шансы найти жизнь за пределами Земли резко повысятся. Причем она не обязательно должна быть на высокой ступени развития, чтобы посылать нам осмысленные сигналы, которые давно пытаются поймать ученые и энтузиасты в рамках проекта SETI@home. Больше того, искомая жизнь даже не обязана быть разумной или иметь углеводородную форму.

Один из важнейших признаков живых существ - это способность к самовоспроизводству. При этом хиральность входящих в них молекул должна сохраняться. Свойством хиральности - несовместимости со своим зеркальным отражением - обладают многие молекулы, в том числе аминокислоты, сахара, ДНК. Хиральные молекулы входят в состав всех живых существ на Земле только в одной из своих форм: левой или правой. Молекулы с другой хиральностью организмом не усваиваются и даже могут быть ядовиты. В обычных химических реакциях правых и левых молекул образуется поровну. Поэтому, считают ученые, преобладание молекул с одной хиральностью может служить верным признаком наличия жизни.

Правые и левые молекулы поразному рассеивают свет, вращая его плоскость поляризации в разные стороны. И эту круговую поляризацию отраженного света можно попытаться зарегистрировать специальным оптическим оборудованием. Такие эксперименты с образцами листьев, фотосинтезирующими бактериями и контрольными минералами, недавно были успешно проведены в лаборатории.

Теперь ученые хотят повысить чувствительность оптики и попытаться зарегистрировать круговую поляризацию света, отраженного от поверхности земных океанов и покрытой растительностью суши. Если и эти эксперименты будут успешными, то аналогичные приборы можно будет смонтировать на крупных наземных или орбитальных телескопах и поискать признаки жизни в далеком космосе.

Из еженедельника "Компьютерра" № 18 (782)