Астрономи довели, що космічний пил діє як каталізатор для зародження життя у Всесвіті

Міжнародна команда науковців виявила, що космічний пил може відігравати ключову роль у формуванні складних молекул, необхідних для виникнення життя. Дослідники з Університету Геріот-Ватт (Шотландія), Університету Фрідріха Шиллера в Єні (Німеччина) та Університету Вірджинії (США) довели, що мінеральний пил у космосі діє як каталізатор, прискорюючи реакції між простими сполуками, навіть у надзвичайно холодних умовах міжзоряного простору.

Як повідомляється у статті в журналі The Astro­phys­i­cal Jour­nal, саме на поверхні цих частинок відбуваються реакції між вуглекислим газом (CO₂) і аміаком (NH₃) — сполуками, поширеними в космосі. В результаті утворюється карбамат амонію (NH₂COONH₄) — речовина, що вважається попередником сечовини та інших органічних молекул, важливих для зародження життя.

(a) Зображення TEM (контраст маси та товщини) поперечного перерізу, підготовленого за допомогою FIB, що показує осаджений пористий шар силікату магнію на кремнієвій пластині. Шар має змінну товщину та дуже високу пористість. Товщина підготовленого зразка TEM у напрямку пучка становить приблизно 100 нм. Металеве покриття захищає поверхню під час підготовки зразка FIB. (b) та © Збільшене зображення пористої та піноподібної структури плівки. Світліші ділянки відповідають меншій кількості твердого матеріалу у напрямку пучка. Ділянки з діаметром пор понад 100 нм є рідкісними, а більшість пор мають розмір менше 20 нм. Джерело: The Astro­phys­i­cal Jour­nal (2025). DOI: 10.3847/1538–4357/ae08ae

«Пил — це не просто фоновий складник космосу”, — пояснив професор Мартін МакКустра з Геріот-Ваттського університету. — “Він надає поверхню, де молекули можуть зустрічатися, взаємодіяти та створювати складніші структури. Ми тепер розуміємо, що така “поверхнева хімія” відбувається ефективніше та швидше з пилом, ніж без нього».

У лабораторії доктора Олексія Потапова в Єні дослідники змоделювали умови міжзоряних хмар: шари вуглекислого газу та аміаку розділяли тонким прошарком пористих силікатних зерен, подібних до космічного пилу. При охолодженні до –260°C, а потім нагріванні до –190°C, молекули почали мігрувати крізь пил і реагувати, утворюючи карбамат амонію. Без пилу реакція майже не відбувалася. Це стало першим підтвердженням кислотно-основного каталізу в умовах, наближених до космічних.

Науковці вважають, що такі процеси можуть відбуватися в протопланетних дисках, де народжуються нові планети. Команда планує перевірити, чи здатен космічний пил каталізувати утворення інших молекул і чи може ця хімія досі відбуватися у космосі. Як підсумував професор МакКустра: «Наші результати показують, що навіть у суворих умовах космосу природа знаходить спосіб розпочати хімію, яка може зрештою призвести до життя».