Метеорити містять сотні тисяч складних органічних молекул

23 вересня 2026 р. 23:18

23 вересня 2026 р. 23:18

Новий аналіз двох відомих метеоритів показав, що ці «каміння з космосу» приховують не лише окремі амінокислоти чи фрагменти ДНК. У їх складі виявили десятки тисяч різних складних органічних молекул , зокрема й органометалеві сполуки, а частину з них ученим уперше вдалося буквально «сфотографувати». Про це розповідає матеріал Universe Today .

Йдеться про дослідження Джозефа В. Фрає-Джонса (Joseph W. Frye-Jones) з Національної лабораторії високих магнітних полів та Університету Флориди. Команда вивчала розчинну органічну речовину в двох вуглецевих хондритах — легендарному метеориті Мерчісон, що впав в Австралії 1969 року, та метеориті Агуас Саркас з Коста-Рики, який упав у 2019 році.

Космічні «капсули часу» з до-планетної епохи

Багато метеоритів утворилися ще до формування планет, у хмарі газу й пилу навколо молодого Сонця. Вуглецеві хондрити зберегли давню хімію цієї епохи, а їхній склад інколи сягає часу ще до народження нашої зорі.

Досі хіміки переважно шукали в метеоритах окремі відомі молекули — амінокислоти на кшталт гліцину чи азотисті основи на кшталт урацилу. Для цього зразки подрібнювали, промивали водою або кислотами й аналізували вже націлено. Такий підхід давав успіх, але залишав майже невідомою величезну частину органіки, що входить до так званої розчинної органічної речовини (SOM) .

Нове дослідження поставило за мету не окремі «будівельні блоки», а весь хімічний «ландшафт» цих метеоритів.

Як «розібрали» метеорити на молекули

Команда Фрає-Джонса подрібнила зразки Мерчісона та Агуас Саркас у порошок і обробила їх послідовно кількома розчинниками зі спадною полярністю: метанолом, етанолом, хлороформом і толуолом. Для Мерчісона додатково використали ацетон.

За принципом «подібне розчиняє подібне» більш полярні рідини «витягували» зразки відкритоланцюгових органічних сполук, що містять азот і кисень, а менш полярні — більш «маслянисті» сполуки з ароматичними кільцями. Кожен розчин з органікою потім аналізували двома надпотужними інструментами.

Перший — 21-теслівий мас-спектрометр у Національній магнітній лабораторії в Таллахассі, найпотужніший надпровідниковий мас-спектрометр у світі. Він дозволяє вимірювати масу молекул із надзвичайною точністю, причому похибка, за словами авторів, менша за масу одного електрона.

Другий прилад — високороздільний атомно-силовий мікроскоп (AFM) у Національній лабораторії Брукгейвен. Експерт з AFM Персі Цаль (Percy Zahl), який водночас є й аматором-астрономом, наніс екстракти на кристал міді у вакуумі, а на кінчик зонда AFM прикріпив одну молекулу чадного газу (CO). Вимірюючи відштовхування цієї молекули від поверхні органіки, мікроскоп відтворював реальні зображення окремих молекул і їхніх кілець.

Умовно кажучи, мас-спектрометр показував, з чого складаються сполуки, а AFM — як саме ці атоми з’єднані в просторі.

Десятки тисяч формул і несподівані органометали

Результати виявилися вражаючими. У метеориті Мерчісон знайшли понад 66 000 унікальних молекулярних формул , а в Агуас Саркас — понад 91 000 . Маси молекул досягали приблизно 1000 атомних одиниць маси; кількість атомів вуглецю в них коливалася від приблизно 10 до 70, при цьому деякі містили до 20 атомів кисню.

При цьому різні розчинники фактично «бачили» різні набори молекул. Наприклад, у Мерчісоні менш ніж 1 % молекулярних формул збігалися між екстрактами, отриманими метанолом і толуолом. Це означає, що органічна речовина метеоритів надзвичайно різноманітна й структурована.

Особливо цікавою виявилася велика група органометалевих сполук . Мас-спектрометр зафіксував багато органіки, що містить залізо й довгі вуглецеві ланцюги більше ніж із 35 атомів вуглецю. Частина цих сполук була сильно окиснена, багато також містили магній.

Попри те, що обидва метеорити належать до одного типу астероїдів, їх органіка суттєво відрізнялася. Лише меншість молекулярних формул збігалася між ними, а в Агуас Саркас, наприклад, знайшли значно менше магній-вмісних органометалевих сполук, ніж у Мерчісоні.

Метеорити як космічні «нафтові родовища»

Основний висновок роботи — метеорити, які падали на молоду Землю, не просто приносили «чисті» амінокислоти чи окремі компоненти ДНК. Вони радше нагадували петрохімічні резервуари , подібні до нафтових родовищ, що містять сотні тисяч різноманітних органічних сполук.

Це ще одне свідчення того, що в Сонячній системі давно існувала складна органічна хімія задовго до появи життя. Водночас перехід від такої абіотичної «хімічної нафтобази» до живих систем досі залишається незрозумілим.

Автори підкреслюють, що метеорити та їхні відносно недоторкані «родичі» — астероїди — залишаються одним із найкращих об’єктів для пошуку відповідей на питання про походження життя. Нові методи на кшталт поєднання високоточного мас-спектрометра та АСМ дають змогу не тільки рахувати молекули, а й буквально бачити їхню будову, наближаючи нас до розуміння того, як мертва хімія перетворилася на біологію.

Додатково обговорення ролі органіки в астероїдах і метеоритах можна побачити й у тематичних відео, наприклад у матеріалі на YouTube, присвяченому відкриттю органічних сполук в зразках астероїда Бенну.

Наука