Используя инструмент MIRI космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST), исследователи обнаружили сложные органические молекулы, находящиеся в замороженном состоянии во льдах вокруг молодой звезды ST6. Это открытие произошло в соседней галактике, известной как Большое Магелланово Облако, и оно кардинально меняет представление ученых о распространении ингредиентов жизни в космосе.
Команда под руководством ученой Марты Севило из Университета Мэриленда и НАСА выявила пять углеродсодержащих соединений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters 20 октября 2025 года.
Среди обнаруженных сложных органических молекул (СОМ) – метанол и этанол (оба вида спиртов), метилформиат и ацетальдегид (промышленные химикаты на Земле), а также уксусная кислота (основной компонент уксуса). Уксусная кислота впервые была однозначно обнаружена в космическом льду, тогда как этанол, метилформиат и ацетальдегид впервые найдены во льдах за пределами Млечного Пути. Также были замечены признаки гликольальдегида – молекулы, связанной с образованием РНК, но для ее подтверждения требуется дополнительный анализ.
«Исключительная чувствительность JWST в сочетании с высоким угловым разрешением позволила нам обнаружить эти слабые спектральные особенности, связанные со льдами вокруг такой далекой протозвезды, – отмечает Севило. – Спектральное разрешение JWST достаточно высоко для надежной идентификации». До появления телескопа Уэбб метанол был единственной сложной органической молекулой, подтвержденной во льду вокруг протозвезд даже в нашей Галактике. Точность новых данных позволила извлечь беспрецедентный объем информации из одного спектра.
Обнаружение особенно примечательно из-за места, где были найдены молекулы. Большое Магелланово Облако, расположенное примерно в 160 000 световых годах от Земли, является идеальной средой для изучения звездообразования в условиях, напоминающих раннюю Вселенную. Эта небольшая галактика содержит лишь от одной трети до половины тяжелых элементов (с атомными номерами больше гелия) по сравнению с нашей Солнечной системой и подвергается гораздо более интенсивному ультрафиолетовому излучению.
«Среда с низкой металличностью, то есть с пониженным содержанием элементов тяжелее водорода и гелия, интересна тем, что она схожа с галактиками в более ранние космологические эпохи, – объясняет Севило. – То, что мы узнаем в Большом Магеллановом Облаке, можно применить для понимания этих более далеких галактик из гораздо более молодой Вселенной. Суровые условия дают нам больше информации о том, как сложная органическая химия может возникать в таких примитивных средах с гораздо меньшим количеством тяжелых элементов, таких как углерод, азот и кислород, доступных для химических реакций».
Соавтор исследования Уилл Роша из Лейденского университета в Нидерландах указывает, что СОМ могут образовываться как в газовой фазе, так и в ледяных слоях, покрывающих межзвездные пылевые зерна. После образования эти льды могут впоследствии высвобождать свои молекулы обратно в газ. Метанол и метилформиат уже наблюдались в газовой фазе в Большом Магеллановом Облаке, но это первое доказательство того, что такие молекулы также образуются в самом твердом льду. «Наше обнаружение СОМ во льдах подтверждает эти результаты, – говорит Роша. – Обнаружение ледяных СОМ в Большом Магеллановом Облаке свидетельствует о том, что эти реакции могут эффективно производить их в гораздо более суровой среде, чем в окрестностях Солнечной системы».
Присутствие этих сложных молекул в среде с низкой металличностью, подобной тем, что существовали в ранней Вселенной, позволяет предположить, что строительные блоки жизни могли начать формироваться гораздо раньше – и в более широком диапазоне условий – чем считалось ранее. Хотя это открытие не доказывает существование жизни в других местах, оно указывает на то, что органические соединения могут сохраняться в процессе формирования планет и потенциально включаться в молодые планеты, создавая условия, в которых однажды может возникнуть жизнь.
Севило и ее коллеги планируют расширить свою работу, изучая больше протозвезд как в Большом, так и в Малом Магеллановых Облаках, чтобы выяснить, насколько распространены эти молекулы. «Сейчас у нас есть только один источник в Большом Магеллановом Облаке и всего четыре источника с обнаружением этих сложных органических молекул во льдах в Млечном Пути. Нам нужны более крупные выборки из обеих галактик, чтобы подтвердить наши первоначальные результаты, указывающие на различия в содержании СОМ между ними, – заключает Севило. – Но благодаря этому открытию мы значительно продвинулись в понимании того, как возникает сложная химия во Вселенной, и открыли новые возможности для исследований того, как зародилась жизнь».
