Uzayın kimyasal elementleri. Kozmokimya: bu nedir? Evrendeki kara delikler
Doğa, maddi kaynaklarını cömertçe gezegenimizin etrafına dağıttı. Ancak bağımlılığı fark etmek zor değil: çoğu zaman bir kişi hammadde rezervleri sınırlı olan bu maddeleri kullanır ve bunun tersi de, hammaddeleri neredeyse olan bu tür kimyasal elementleri ve bunların bileşiklerini son derece zayıf bir şekilde kullanır. sınırsız. Aslında, Dünya'nın fiziksel olarak erişilebilir tabakasının kütlesinin% 98,6'sı sadece sekiz kimyasal elementten oluşur: demir (% 4.6), oksijen (% 47), silikon (% 27.5), magnezyum (% 2.1), alüminyum (8.8). %), kalsiyum (%3,6), sodyum (%2,6), potasyum (%2,5), nikel. Tüm metal ürünlerin %95'inden fazlası, çok çeşitli makine ve mekanizma tasarımları, taşıma yolları demir cevherinden yapılmaktadır. Böyle bir uygulamanın hem demir kaynaklarının tükenmesi hem de demir cevheri hammaddelerinin birincil işlenmesi için enerji maliyetleri açısından israf olduğu açıktır.
Burada belirtilen sekiz kimyasal elementin yaygınlığı hakkında sunulan verilere bakarak, yakın gelecekte metal malzemelerin oluşturulmasında alüminyum ve ardından magnezyum ve belki de kalsiyum kullanımında büyük fırsatlar olduğunu güvenle söyleyebiliriz. ancak bunun için alüminyum klorür elde etmek ve ikincisini metale indirgemek için enerji verimli alüminyum üretme yöntemleri geliştirilmelidir. Bu yöntem bir dizi ülkede zaten test edilmiş ve yüksek kapasiteli alüminyum izabe tesislerinin tasarımı için temel sağlamıştır. Ancak, dökme demir, çelik ve ferroalyajların üretimiyle karşılaştırılabilir bir ölçekte alüminyum eritme henüz çok yakın bir gelecekte uygulanamaz, çünkü bu görev, dökme demir, çelik ile rekabet edebilecek uygun alüminyum alaşımlarının geliştirilmesine paralel olarak çözülmelidir. ve demir cevheri hammaddelerinden diğer malzemeler. .
Silisyumun yaygın kullanımı, bu kimyasal elementin malzeme üretiminde son derece düşük kullanım derecesi açısından insanlığa sürekli bir sitem görevi görür. Silikatlar toplam kütlenin %97'sini oluşturur yerkabuğu. Bu da metallerle rekabet edebilecek seramik üretiminde hemen hemen tüm yapı malzemelerinin ve yarı mamul ürünlerin üretiminde ana hammadde olması gerektiğini öne sürmeye zemin hazırlamaktadır. Ek olarak, kömür madenciliği sırasında "atık kaya", cevherlerden metallerin çıkarılması sırasında "atıklar", enerji ve metalurjik üretimden kül ve cüruf gibi silikat niteliğindeki endüstriyel atıkların büyük birikimlerini de hesaba katmak gerekir. . Ve sadece bu silikatlar önce yapı malzemeleri için hammaddelere dönüştürülmelidir. Bir yandan bu, büyük faydalar vaat ediyor, çünkü hammaddelerin çıkarılmasına gerek yok, tüketicilerini bitmiş halde bekliyorlar. Öte yandan, bertarafı çevre kirliliği ile mücadele için bir önlemdir.
Uzayda sadece iki element, hidrojen ve helyum en yaygın şekilde dağılmıştır, diğer tüm elementler sadece onlara ek olarak düşünülebilir.
Soru 54. Maddenin kimyasal yapısı hakkında fikirlerin geliştirilmesi. Kimyasal bileşikler.
Kimya kimyasal elementler ve bileşikleri bilimi olarak adlandırılır.
Kimyasal kavramların gelişim tarihi eski zamanlardan başlar. Demokritos, Epikuros, tüm cisimlerin çeşitli büyüklüklerde atomlardan oluştuğu ve farklı şekiller, bu onların niteliksel farkını belirler. Aristoteles ve Empedokles cisimlerin birleştiğine inanıyorlardı.
Bir maddenin özelliklerini belirlemek için ilk gerçekten etkili yöntem, 17. yüzyılın ikinci yarısında önerildi. İngiliz bilim adamı R. Boyle (1627-1691) R. Boyle'un deneysel çalışmalarının sonuçları, cisimlerin niteliklerinin ve özelliklerinin, hangi maddi elementlerden oluştuklarına bağlı olduğunu gösterdi. .
1860 yılında, seçkin Rus kimyager A.M. Butlerov (1828-1886), maddenin kimyasal yapısı hakkında bir teori yarattı - daha yüksek bir kimyasal bilgi gelişimi seviyesi ortaya çıktı - yapısal kimya.
Bu dönemde organik madde teknolojisi doğdu.
Yeni üretim gereksinimlerinin etkisi altında, kimyasal süreçler doktrini ortaya çıktı. , yapı işlerinde ahşap ve metalin yerini alan sıcaklık, basınç, çözücüler ve diğer faktörlerin etkisi altında bir maddenin özelliklerindeki değişimi, kurutma yağı üretiminde gıda hammaddelerini, vernikleri, deterjanları ve yağlayıcıları dikkate almıştır.
1960-1970 yılında. sonraki, daha yüksek düzeyde kimyasal bilgi ortaya çıktı - evrimsel kimya . Kimyasal sistemlerin kendi kendine örgütlenme ilkesine, yani son derece organize canlı doğanın kimyasal deneyimini uygulama ilkesine dayanır.
Yakın zamana kadar kimyagerler, kimyasal bileşiklere ve karışımlara neyin atfedilmesi gerektiğini açıkça düşünüyorlardı. 1800-1808'de. Fransız bilim adamı J. Proust (1754-1826) kompozisyon değişmezliği yasasını kurdu: herhangi bir bireysel kimyasal bileşik, kesin olarak tanımlanmış, değişmeyen bir bileşime, kurucu parçalarının (atomların) güçlü bir çekimine sahiptir ve bu nedenle karışımlardan farklıdır.
19. yüzyılın sonundan kompozisyonun değişmezliği yasasının mutlaklaştırılmasını sorgulayan çalışmalara yeniden başlandı. Olağanüstü Rus kimyager N.S. Kurnakov (1860-1941), intermetalik bileşiklerin, yani iki metalden oluşan bileşiklerin çalışmalarının bir sonucu olarak, değişken bileşimli gerçek bireysel bileşiklerin oluşumunu kurdu ve homojenliklerinin sınırlarını "bileşim-özellik" diyagramında buldu, ayırarak. onlardan stokiyometrik bileşikler bileşiminin varlık alanları. Değişken bileşime sahip kimyasal bileşikler olarak adlandırdı berthollidler, ve kalıcı bileşimin bileşiklerinin arkasına adını bıraktı daltonidler.
Fiziksel araştırma sonuçlarının gösterdiği gibi, kimyasal bileşikler sorununun özü, kimyasal bileşimin sabitliği veya tutarsızlığından çok, atomları tek bir kuantum mekanik sistemde birleştiren kimyasal bağların fiziksel doğasında yatar. molekül.
Kimyasal bileşiklerin sayısı çok fazladır. Hem bileşim hem de kimyasal ve fiziksel özelliklerde farklılık gösterirler. Ama hala kimyasal bileşik - bir veya daha fazla kimyasal elementten oluşan niteliksel olarak tanımlanmış bir madde.
Evrende en bol bulunan madde nedir? Bu soruya mantıklı yaklaşalım. Biliniyor gibi görünüyor, hidrojen. Hidrojen H evrendeki maddenin kütlesinin %74'ünü oluşturur.
Burada bilinmeyenin vahşiliğine tırmanmayalım, Karanlık Madde ve Karanlık Enerjiyi saymayalım, sadece sıradan maddeden, periyodik tablonun (şu anda) 118 hücresinde bulunan tanıdık kimyasal elementlerden bahsedelim.
olduğu gibi hidrojen
Atomik hidrojen H 1, galaksilerdeki tüm yıldızların oluşturduğu şeydir, bilim adamlarının dediği, tanıdık maddemizin büyük kısmıdır. baryonik. baryonik madde sıradan protonlar, nötronlar ve elektronlardan oluşur ve kelime ile eş anlamlıdır madde.
Ancak tek atomlu hidrojen, doğal, dünyevi anlayışımızda tam olarak kimyasal bir madde değildir. Bu kimyasal bir elementtir. Ve madde ile, genellikle bir tür kimyasal bileşik kastediyoruz, yani. kimyasal elementlerin kombinasyonu. En basit kimyasal maddenin hidrojen ile hidrojenin birleşimi olduğu açıktır, yani. bildiğimiz, sevdiğimiz ve zeplin hava gemilerini doldurduğumuz ve daha sonra güzelce patladıkları sıradan gaz hidrojen H 2 .
İki hacimli hidrojen H2, gaz bulutlarının ve uzayın bulutsularının çoğunu doldurur. Kendi yerçekimlerinin etkisi altında yıldızlara toplandıklarında, yükselen sıcaklık kimyasal bağı kırarak onu atomik hidrojen H 1'e dönüştürür ve sürekli artan sıcaklık bir elektron koparır. e- bir hidrojen atomundan bir hidrojen iyonuna veya sadece bir protona dönüşmek p+ . Yıldızlarda, tüm madde, maddenin dördüncü halini oluşturan bu tür iyonlar biçimindedir - plazma.
Yine, kimyasal hidrojen çok değil İlginç bir şey, çok basit, daha karmaşık bir şey arayalım. Farklı kimyasal elementlerden oluşan bileşikler.
Evrendeki bir sonraki en bol kimyasal element helyumdur. O, evrende toplam kütlenin %24'ü. Teoride, en yaygın kompleks kimyasal hidrojen ve helyumun bir kombinasyonu olmalı, sadece sorun şu ki, helyum - atıl gaz. Helyum, olağan ve hatta çok sıradan olmayan koşullarda diğer maddelerle ve kendisiyle birleşmeyecektir. Zekice hilelerle kimyasal reaksiyonlara girilebilir, ancak bu tür bileşikler nadirdir ve genellikle uzun sürmez.
Bu nedenle, bir sonraki en yaygın kimyasal elementlere sahip hidrojen bileşiklerini aramanız gerekir.
%98'i bahsedilen hidrojen ve helyum olduğunda, Evrenin kütlesinin sadece %2'si paylarında kalır.
Üçüncü en yaygın lityum değil Li, göründüğü gibi, periyodik tabloya bakarak. Evrendeki bir sonraki en bol element oksijendir. Ö Hepimizin bildiği, sevdiği ve soluduğu renksiz ve kokusuz bir diatomik gaz olan O 2 . Uzaydaki oksijen miktarı, hidrojen ve helyumun çıkarılmasından sonra kalan %2'den, aslında kalanın yarısından, yani kalanın yarısından, diğer tüm elementlerden çok daha fazladır. yaklaşık %1.
Bu, Evrendeki en yaygın maddenin (bu varsayımı mantıksal olarak çıkardık, ancak bu deneysel gözlemlerle de doğrulandı) en sıradan su olduğu anlamına gelir. H2O.
Evrende her şeyden daha fazla su (çoğunlukla buz şeklinde donmuş) vardır. Eksi hidrojen ve helyum elbette.
Her şey, kelimenin tam anlamıyla her şey sudan yapılmıştır. Güneş sistemimiz de sudan oluşur. Eh, Güneş anlamında, elbette, esas olarak hidrojen ve helyumdan oluşur ve Jüpiter ve Satürn gibi gaz devi gezegenler de onlardan toplanır. Ancak Güneş Sistemi'nin geri kalanı, Dünya veya Mars gibi metal bir çekirdeğe sahip taş benzeri gezegenlerde veya asteroitlerin taş kuşağında yoğunlaşmamıştır. Güneş Sistemi'nin oluşumundan kalan buzlu enkazdaki ana kütlesi, kuyruklu yıldızlar, ikinci kuşağın (Kuiper kuşağı) asteroitlerinin çoğu ve daha da uzakta olan Oort bulutu buzdan yapılmıştır.
Örneğin, tanınmış eski gezegen Plüton (şimdi cüce gezegen Plüton) 4/5 parça buzdur.
Suyun Güneş'ten veya herhangi bir yıldızdan uzakta olması durumunda donarak buza dönüştüğü açıktır. Ve eğer çok yakınsa, buharlaşır, güneş rüzgarı (Güneş tarafından yayılan yüklü parçacıklar akımı) tarafından yıldız sisteminin uzak bölgelerine taşınan su buharı haline gelir, burada donar ve tekrar buza dönüşür.
Ancak herhangi bir yıldızın çevresinde (tekrar ediyorum, herhangi bir yıldızın etrafında!) bu suyun (yine tekrar ediyorum, Evrendeki en yaygın maddedir) suyun kendisinin sıvı fazında olduğu bir bölge vardır.
Bir yıldızın çevresinde, çok sıcak ve çok soğuk olduğu bölgelerle çevrili yaşanabilir bölge
Evrendeki sıvı su cehenneme. Galaksimizde bulunan 100 milyar yıldızdan herhangi birinin etrafında Samanyolu denilen alanlar var Yaşanabilir Bölge, bulunduğu Sıvı su orada gezegenler varsa ve her yıldız için olmasa bile, her üçte bir, hatta onda bir için orada olmaları gerekir.
Daha fazlasını söyleyeceğim. Buz sadece bir yıldızın ışığında erimez. Güneş sistemimizde, gaz devlerinin yörüngesinde dönen çok sayıda uydu uydusu vardır. Güneş ışığı, ancak ilgili gezegenlerin hangi güçlü gelgit kuvvetlerinin etki ettiği. Sıvı suyun Satürn'ün uydusu Enceladus'ta olduğu kanıtlandı, Jüpiter'in uyduları Europa ve Ganymede'de ve muhtemelen birçok başka yerde var olduğu varsayılıyor.
Cassini uzay aracı tarafından yakalanan Enceladus'taki su gayzerleri
Bilim adamları Mars'ta bile yer altı göllerinde ve mağaralarda sıvı su olabileceğini öne sürüyorlar.
Su, evrendeki en yaygın madde olduğuna göre, şimdi diğer canlılara merhaba, uzaylılara merhaba demeye başlayacağımı mı sanıyorsunuz? Hayır, tam tersi. Bazı aşırı hevesli astrofizikçilerin iddialarını duyduğumda komik buluyorum - "suyu ara, yaşamı bulacaksın." Veya - "Enceladus / Europa / Ganymede'de su var, bu da orada kesinlikle yaşam olması gerektiği anlamına geliyor." Veya - Gliese 581 sisteminde, yaşanabilir bölgede bulunan bir ötegezegen keşfedildi. Orada su var, yaşam arayışı için acilen bir keşif seferi hazırlıyoruz!"
Evrende çok fazla su var. Ancak modern bilimsel verilere göre yaşamla, bir şekilde pek iyi değil.
Kitap ortaya çıkıyor gerçek sorun modern doğa bilimi- hayatın kökeni. Gezegenimizdeki yaşamın kökeni ve gelişimi hakkında birçok geleneksel, ancak modası geçmiş fikirleri reddeden en modern jeoloji, paleontoloji, jeokimya ve kozmokimya verilerine dayanarak yazılmıştır. Gezegenin yaşıyla orantılı olarak yaşamın ve biyosferin derin antikliği, yazarın Dünya'nın ve yaşamın kökeninin birbirine bağlı tek bir süreç olduğu sonucuna varmasına izin verir.
Yer bilimleriyle ilgilenen okuyucular için.
Kitap:
<<< Назад
|
İleri >>> |
Sadece bu inanılmaz karmaşık mekanizmanın hala çalışıyor olmasına şaşırdım. Hayatı düşündüğünüzde, bilimimizin ne kadar acınası ve ilkel olduğu ortaya çıkıyor. Nasıl ki hayatın önceden bir atomun varlığı ile belirlendiği gibi, bir canlının özelliklerinin de döllenmiş bir hücre tarafından önceden belirlendiği ve var olan her şeyin gizeminin en alt düzeyde olduğu açıktır.
A. EinsteinYaşamın mikropları ile öncülleri -karmaşık karbon bileşikleri- arasındaki ilişki, çok önemli bir bilimsel problemdir. L. Pasteur'ün 19. yüzyılın ikinci yarısında sahneye koyduğu ilk deneyler, modern koşullar Yaşamın Dünya kökeni - en basit canlı organizmalar. Bu, bir dereceye kadar, Dünya'daki yaşamın hiçbir zaman ortaya çıkmadığı, ancak embriyo şeklinde var olduğu uzaydan getirildiğine göre panspermi fikirlerinin ortaya çıkmasına neden oldu. Bu fikirlerin en karakteristik destekçileri G. Helmholtz ve S. Arrhenius'tur, ancak daha önce bu tür fikirler J. Liebig tarafından ifade edilmiştir. S. Arrhenius'a göre, canlı madde parçacıkları, mikropartiküller üzerine yerleşmiş sporlar veya bakterilerdir. uzay tozu, canlılıklarını koruyarak hafif basınç kuvveti ile bir gezegenden diğerine aktarılır. Sporlar, yaşam için uygun koşullara sahip bir gezegene indiklerinde filizlenir ve biyolojik evrim.
Biraz farklı biçimlerde, bu fikirler zamanımızda yeniden canlandırılıyor. Örneğin F. Hoyle, yıldızlararası uzayda mikroorganizmaların var olma olasılığı fikrini ortaya attı. Onun fikirlerine göre, kozmik toz bulutları esas olarak bakteri ve sporlardan oluşur. 4.6-3.8 milyar yıl önceki zaman aralığında, Dünya'da iki olayın mümkün olduğu varsayılıyor - ya gezegenin kendisinde yaşamın kökeni ya da uzaydan mikroorganizmalar getirdi. 1981'de F. Hoyle ve S. Wickramasing, ikincisinin daha olası olduğunu kabul ettiler. Hesaplamalarına göre, her yıl 10 18 kozmik spor, güneş sisteminde dağılmış katı madde kalıntıları olarak Dünya'nın üst atmosferine girer. Böylece kuyruklu yıldızlar, daha önce yıldızlararası uzayda oluşan ve ancak o zaman Oort bulutuna düşen yaşam mikroplarının taşıyıcılarıdır.
Sunulan fikirlerin son derece fantastik olduğu ve bilinen deneysel verilerle uyuşmadığı belirtilmelidir. Ancak yaşamın uzayla bağlantılı olduğu kuşkusuzdur. atomik bileşim ve enerji açısından. Bu Tablodan görülebilir. 6, uzayda, kuyruklu yıldızların uçucu fraksiyonunda, bakterilerde ve memelilerde elementlerin nispi dağılımının değerlerini verir. Büyük yakınlığa ve bazı durumlarda kozmik maddenin ve Dünya'nın canlı maddesinin kimliğine dikkat çekilir. Canlı maddenin ana unsurları, kozmosun yaygın unsurlarıdır. Aynı zamanda, H, C, N, O - tipik biyofilik elementler - doğada en yaygın şekilde dağılmışlardır.
Canlı organizmaların öncelikle en erişilebilir atomları kullandığı ve buna ek olarak kararlı ve çoklu oluşturma yeteneğine sahip olduğu sonucuna varmak kolaydır. Kimyasal bağlar. Karbonun uzun zincirler oluşturarak sayısız polimer üretebildiği bilinmektedir. Kükürt ve fosfor da çoklu bağlar oluşturabilir. Kükürt proteinlerin, fosfor ise proteinlerin bir parçasıdır. nükleik asitler.
Doğru koşullar altında, en yaygın atomlar, modern radyo astronomi yöntemleriyle kozmik bulutlarda bulunan molekülleri oluşturmak için birbirleriyle birleşir. Bilinen kozmik moleküllerin çoğu, en karmaşık 8 ve 11 atomlu olanlar da dahil olmak üzere organiktir. Bu nedenle, bileşim ile ilgili olarak, Evrenin kozmokimyası, kimyasal bağ yasalarına göre karbonun diğer elementlerle çeşitli kombinasyonları için kapsamlı olanaklar yaratır.
Ancak kozmik koşullarda moleküllerin oluşumu sorunu kozmokimyanın en zor problemlerinden biridir. Aslında yıldızlararası ortamda, en yoğun bölgelerinde bile elementler termodinamik dengeden uzak koşullardadır. Düşük madde konsantrasyonu nedeniyle, yıldızlararası uzayda kimyasal reaksiyonlar son derece olası değildir. Bu nedenle, kozmik toz parçacıklarının yıldızlararası moleküllerin yapımında yer aldığı öne sürüldü. En basit durumda, hidrojen molekülleri, atomları katı parçacıklarla temas ettiğinde ortaya çıkabilir.En yaygın uzay molekülleri olan CO, muhtemelen yıldız atmosferlerinde yeterli bir madde yoğunluğunda üretilebilir ve daha sonra uzaya fırlatılabilir.
Şu anda, katı fazın, uzayda organik madde moleküllerinin oluşumundaki rolü giderek daha açık hale geliyor. Bu sürecin en olası modelleri J. Greenberg tarafından geliştirilmiştir. Bilim adamına göre, kozmik toz parçacıkları karmaşık bir yapıya sahiptir ve organik maddelerden oluşan bir kabukla çevrili, ağırlıklı olarak silikat bileşiminden oluşan bir çekirdekten oluşur. Görünüşe göre, kabukta orijinal maddenin yapısının karmaşıklığına yol açan çeşitli kimyasal işlemler gerçekleşir. Toplanmanın ilk aşamasından sonra bu tür toz parçacıklarının yapısı, yaklaşık 10 K sıcaklıkta ultraviyole radyasyona maruz kalan su, metan, amonyak ve diğer basit moleküllerin bir karışımı üzerinde deneysel modelleme ile doğrulanır. Her toz tanesi bir silikat çekirdekten kaynaklanır. soğuk bir dev yıldızın atmosferinde ortaya çıktı. Çekirdeğin etrafında bir buz kabuğu oluşur. Ultraviyole radyasyonun etkisi altında, bazı kabuk molekülleri (H 2 O CH 4, NH 3) radikallerin oluşumu ile ayrışır - reaktif molekül parçaları. Bu radikaller başka moleküller oluşturmak için yeniden birleşebilir. Uzun süreli ışınlamanın bir sonucu olarak, daha karmaşık bir molekül ve radikal karışımı (HN2HCO, HOCO, CH30H, CH3C, vb.) görünebilir. Toz tanecikleri kozmik faktörlerin etkisi altında yok edildiğinde, yüzeylerinde oluşan bileşikler moleküler bulutları oluşturur.
Moleküler bulutların devasa kütlelerine bakılırsa, uzaydaki organik maddenin ana rezervuarlarıdır. Ancak içlerinde bulunan organik bileşikler Göreceli olarak basit oldukları ve herhangi bir elverişli gezegen cismi üzerinde yaşamın başlangıcını sağlayabilecek moleküler sistemlerden hala uzak oldukları ortaya çıktı.
Göktaşlarında organik maddelerin varlığı özel bir ilgiyi hak ediyor. Bu, yaşamın öncülleri olarak yüksek moleküler sistemlerin kökeni süreçlerini anlamak için çok önemlidir. Göktaşlarının, ana gövdeleri olan asteroitler ile birlikte güneş sistemine ait olduğu belirtilmelidir. Ayrıca, nükleer jeokronolojiye göre meteorların yaşı, temelde Dünya ve Ay'ın yaşına denk gelen 4.6-4.5 milyar yıldır. Sonuç olarak, göktaşları kuşkusuz güneş sisteminin gelişiminin ilk aşamalarında organik olanlar da dahil olmak üzere çeşitli kimyasal bileşiklerin oluşumuna tanık olurlar.
Meteoritler hidrokarbonlar, karbonhidratlar, pürinler, pirimidinler, amino asitler, yani. canlı maddenin bir parçası olan ve temelini oluşturan kimyasal bileşikler. Belirli yapı ve bileşimdeki karbonlu kondritlerde ve asteroitlerde bulunurlar. Çoğu asteroit, Mars ve Jüpiter arasındaki kuşakta hareket eder. Kuyruklu yıldızların kozmokimyasına ilişkin verilere dayanarak, organik bileşiklerin oluşum bölgesinin, birincil güneş bulutsu hacminin çoğunda geniş bir alanı kapsadığı varsayılabilir. Doğal olarak, yaşamın kökenine ilişkin genel sorunu açıklarken, göktaşlarının bileşimine ilişkin verileri göz ardı etmeye hakkımız yoktur. Bu durum, yaşamın kökeni hakkında farklı hipotez yazarları tarafından değişen derecelerde dikkate alındı. Bu nedenle, artık bilinen meteorları tarihi belgeler olarak kabul etme hakkımız var - organik maddelerin oluşum süreçlerini de kapsayan güneş sisteminin erken tarihinin gerçek tanıkları.
Herhangi bir göktaşı, bir dizi mineral fazdan oluşan katı bir cisimdir. Başlıcaları silikat (taş), metalik (demir-nikel) ve sülfürdür (troilit). Başka aşamalar da vardır, ancak dağılımlarında ikincil öneme sahiptirler. Sayısı 100'ü aşan meteoritlerde çeşitli mineraller bulunur, ancak yalnızca birkaçı ana kaya oluşturan minerallerdir (olivin, piroksen, feldispat, nikel demir, troilit vb.). Ayrıca göktaşlarında yer kabuğunda bulunmayan 20 mineral bulundu. Bunlar, oluşumu keskin indirgeme koşulları ile ilişkili olan karbürleri, sülfürleri vb. Organik madde ile ilişkili en önemli karbon konsantrasyonları karbonlu kondritlerdedir.
Göktaşlarındaki organik madde hakkında temel olarak önemli bilgiler G.P. Vdovykin, E. Avders, R. Hayatsu, M. Studir'in eserlerinde sunulmaktadır. Öncelikle organik madde meteorların bileşiminde, ünlü kimyager I. Berzelius, 1834'te karbonlu kondrit Alais'i tanımladı. Analizinin sonuçları o kadar etkileyiciydi ki, kendisi bu biyolojik kökenli maddeyi düşündü. 19. yüzyılda, kimyasal analizler meteoritlerde katı hidrokarbonların, kükürt ve fosfor içeren karmaşık organik bileşiklerin varlığını ortaya çıkardı. Organik bileşikler halinde bulunan karbonun önemli bir kısmı olan karbonlu kondritler, en dikkatli ve kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Karbonlu kondritler içindeki karbon ve diğer bazı uçucu maddelerin toplam içeriği, aşağıdaki değerlerle (ağırlıkça% olarak) karakterize edilir:
Bu, karbon içeriğinin (kükürt ve suyun yanı sıra) C1 tipi karbonlu kondritlerde maksimum ve C3 kondritlerinde minimum olduğunu gösterir. Bu nedenle, şu anda, karbonlu kondritlerin ana gövdelerinde, oluşum süreçlerinin bir sonucu olarak, erken güneş sisteminin kimyasal evriminin doğal bir sonucu olarak karmaşık organik bileşiklerin ortaya çıktığına şüphe yoktur.
Uçucu maddeler eksi karbonlu kondritlerin temel kimyasal bileşimi, sıradan kondritlerinkine çok yakındır. Çeşitli karbonlu kondrit türlerinin ana özellikleri aşağıdaki gibidir.
Tip C1, parmaklarla ovulduğunda toza dönüşen kırılgan siyah taşlarla temsil edilir. İçlerindeki ince taneli kütle yaklaşık% 95'tir. Olivin ve manyetitten (1-50 mikron boyutunda) oluşan kondrüller (mikrokondrüller) ile serpiştirilmiştir. Bu tür göktaşının mineral bileşimi, Şek. 9. C1 tipi karbonlu kondritler, abiojenik kökenli organik maddeler açısından en zengin olanlardır.
Tip C2, C1'den önemli ölçüde daha yoğun olan grimsi siyah taşlardır. Hacmin %60'ını oluşturan ana ince taneli kütle, C1 tipindekinden önemli ölçüde daha büyük kondrüllerle serpiştirilmiştir. Birincil mikrokondüllerin tek bir kristal halinde iç içe büyümeleri gözlenir.
Tip C3, koyu gri, yeşilimsi gri veya gri renkli sert taşlardır. İnce taneli kütle %35 oranında yer kaplar. Kondrüller oldukça büyük ve iyi tanımlanmıştır.
C1 tipi karbonlu kondritlerdeki birçok kimyasal elementin bolluğu, onları güneş maddesine yaklaştıran bir dizi karakteristik ilişkiyi ortaya koymaktadır. Başka bir deyişle, bu karbonlu kondritler, hafif gazlardan yoksun, katılaşmış güneş maddesidir.
Göktaşlarında bulunan organik maddeler Tablo'da listelenmiştir. 7. Gördüğünüz gibi, listeleri oldukça etkileyici. Bu bileşiklerin çoğu, bir dereceye kadar, canlı organizmalarda bilinen evrensel metabolizma bağlantılarına karşılık gelir: amino asitler, protein benzeri polimerler, mono ve polinükleotitler, porfirinler ve diğer bileşikler. Biyolojik kökenli organik komplekslerin bileşimine yakınlık o kadar büyüktü ki, bazı yazarlar geçmişte canlı organizmaların doğrudan göktaşlarında bulunduğunu kabul etmeye bile başladılar. 1960'larda bu konuda canlı bir tartışma vardı. Bununla birlikte, meteorlardan elde edilen organik bileşiklerin dikkatli çalışmaları, abiyojenik kökenlerini gösteren optik aktivitenin varlığını doğrulamamıştır.
Göktaşı kaynaklı organik maddelerin Fischer-Tropsch tipi yapay reaksiyon ürünleri ve biyolojik kökenli fosil organik maddelerle karşılaştırılması, özellikle belirli hidrokarbonların içeriği açısından, bunların büyük yakınlıklarını göstermektedir. Örneğin, meteoritlere, karasal nesnelerde ve laboratuvar deneylerinin ürünlerinde de gözlenen, molekül başına 16 atomlu hidrokarbonlar hakimdir.
Meteoritler daha büyük cisimlerin parçalarıdır - asteroitler, çoğu asteroit kuşağında 2.3-3.3 AU mesafede bulunan. e. Güneş'ten. Son 10 yılda, spektrumun görünen kısmındaki asteroitlerin ve kızılötesi dalgaların astrofiziksel gözlemleri sonucunda, asteroitler ve meteorlar arasındaki genetik ilişkiyi kurmak için büyük önem taşıyan veriler elde edilmiştir. Meteoritlerin ve asteroitlerin yansıtıcılığını karşılaştırarak, neredeyse bilinen tüm meteorit sınıflarının, incelenen asteroitler arasında benzerlerine sahip olduğunu tespit etmek mümkün oldu.
Yansıtıcılığa bağlı olarak, asteroitler iki ana türe ayrılır. büyük gruplar- karanlık veya C-asteroitler ve nispeten hafif veya S-asteroitler. İlki, düşük albedo ile karakterize edilir - 0,05'ten az, ikincisi - 0,1'in üzerinde. Spektral yansıtma açısından, grup İTİBAREN karbonlu kondritlere yakın, bir S- taşlı demir göktaşlarına ve sıradan kondritlere. En son fotometrik ölçümler genellikle meteoritlerin ve asteroitlerin malzemesinin birliğini doğrular. Bu nedenle, karasal laboratuvarlarda elde edilen ve incelenen meteoritlerin tüm mineral, kimyasal ve yapısal özellikleri asteroitlere aktarılabilir.
Araştırma sonucunda, asteroit kuşağının farklı bölgelerinde asteroitlerin bileşiminin farklı olduğunu tespit etmek mümkün oldu. Güneş sisteminde temelde önemli bir kozmokimyasal düzenlilik ortaya çıktı: asteroitlerin bileşimi güneş merkezli mesafeye bağlıdır. Asteroit kuşağının iç kısmında, sıradan kondritlere yakın cisimler vardır, ancak Güneş'e olan mesafe arttıkça, 2.5-3.3 AU içinde. Yani küçülürler ve asteroit kuşağının orta ve kenar kısımlarında baskın bir konum işgal eden karbonlu kondritler gibi asteroitlerin sayısı artar. Genel olarak, modern gözlemlere göre, asteroit kuşağında karbonlu-kondrit cisimleri bile baskındır.
Gerçekten de çoğu asteroit karbonlu kondrit bileşimine sahipse, koyu renklerini ve düşük yansıtıcılıklarını belirleyen çok fazla organik madde içermeleri oldukça doğaldır. Bu nedenle, Bamberg asteroidi en düşük yansıtıcılığa sahiptir (albedo 0.03). Bu, asteroit kuşağında yaklaşık 250 km çapında karanlık ve oldukça büyük bir nesnedir.
Başına son zamanlar Kuyruklu yıldızlar büyük ilgi görüyor. Dünya'da yaşamın ortaya çıkışına katıldıkları veya her halükarda erken atmosferinin oluşumuna belirli bir katkıda bulunabilecekleri öne sürülmüştür. Ayrıca ilk organik molekülleri yeni oluşan gezegenin yüzeyine de ulaştırabilirler. Kuyruklu yıldızların güneş sistemindeki birincil koşulları en iyi şekilde yansıttığı görüşü oluşturuldu.
Kuyruklu yıldızların çoğu, güneş sisteminin tam çevresinde, Oort bulutu denilen yerde bulunur. Son derece uzun yörüngeleri vardır ve Güneş'ten Plüton'dan yüzlerce ve binlerce kat daha uzaktadırlar. Uzun periyotlu kuyruklu yıldızlar Güneş'e uzak bir bölgeden yaklaşır. Genel olarak, kuyruklu yıldız kirli bir kar yığınıdır. Bir kuyruklu yıldızdaki "kar", normal su buzu ile karıştırılarak oluşur. karbon dioksit ve bileşimi bilinmeyen diğer donmuş gazlar. "Çamur", kuyruklu yıldız buzuna serpiştirilmiş çeşitli boyutlarda silikat kaya parçacıklarıdır. Kimyasal etkileşimlerin olmaması nedeniyle, kuyruklu yıldızların güneş sisteminin oluşturulduğu orijinal maddenin el değmemiş örnekleri olduğu varsayılabilir.
Güneş'e yaklaştıkça, kuyruklu yıldızların uçucu maddesi buharlaşır ve hafif basınçla fırlatılarak dev bir kuyruk oluşturur. Gözlemlenen tüm kuyruklu yıldız fenomenleri, gazların ve tozun salınmasıyla ilgili süreçler tarafından belirlenir. Kuyruklu yıldız kuyruklarını oluşturan H + , OH - , O - ve H 2 O + iyonları esas olarak su moleküllerinden gelir, ancak diğer hidrojen bileşiklerinin de mevcut olması muhtemeldir. Atomlar, radikaller, moleküller ve iyonlar şu biçimde sunulur: kuyruklu yıldızlarda - C, C2, C3, CH, CN, CS, CH3CN, HCN, NH, NH 2, O, OH, H 2, O 2, Na, S, Si; Güneş'e yakın - Ca, CO, Cr, Cu, Fe, V; kuyrukta - CH + , CO + , CO 2 + , CN + , N 2 + .
Kuyruklu yıldızların her yerinde, başta C, O, N ve H olmak üzere biyofilik elementler bulunur. Şu anda, yüksek bir olasılıkla, kuyruklu yıldız moleküllerinin biyolojik öncesi evrim için gerekli olanlara yakın olduğu tespit edilmiştir. Amino asitler, pürinler, pirimidinler molekülleri ile temsil edilebilirler. A. Delsemm tarafından belirtildiği gibi, kuyruklu yıldız tozunun kondrit meteoritlerinin doğasına sahip olduğunu gösteren birkaç veri grubu vardır. İlk olarak, ağırlıklı olarak silikatlardan ve karbon bileşiklerinden oluşur. İkincisi, kuyruklu yıldızlardan Güneş'e yakın geçişleri sırasında buharlaşan metallerin oranları, kondritlerin tipik oranlarına karşılık gelir. Üçüncüsü, muhtemelen kuyruklu yıldızların konusunu yansıtan kozmik kökenli toz parçacıkları, karbonlu kondritlerin malzemesinin bileşimine çok yakındır. Gerçekten de, kozmik toz örneklerinin analizi, 1 mm'den küçük toz parçacıklarının %80'inin veya daha fazlasının karbonlu kondritlere benzer bir malzemeden oluştuğunu göstermektedir. Bazı bilim adamları, kuyruklu yıldızların ve karbonlu kondritlerin karbon içeriğini karşılaştırmış ve kuyruklu yıldız maddesinin en az %10'unun organik bileşikler olduğu sonucuna varmışlardır. Kuyruklu yıldızlarda bulunan kimyasal bileşiklerin doğası, onları oluşturan moleküllerin en azından karmaşıklık bakımından yıldızlararası uzayın molekülleriyle karşılaştırılabilir olma olasılığının yüksek olduğunu gösterir.
Bu nedenle, meteoritlerin, asteroitlerin ve kuyruklu yıldızların kozmokimyası hakkındaki tüm veriler, gelişiminin ilk aşamalarında güneş sisteminde organik bileşiklerin oluşumunun tipik ve büyük bir fenomen olduğunu göstermektedir. Gelecekteki asteroit halkasının alanında en yoğun şekilde kendini gösterdi, ancak değişen dereceler ve belki de Dünya'nın ortaya çıktığı bölge de dahil olmak üzere, gezegen öncesi güneş bulutsusunun diğer bölgeleri. Bununla birlikte, karmaşık organik bileşiklerin oluşumunda belirli bir aşamaya ulaşan protosolar bulutsu maddesinin kimyasal evrimi, güneş sisteminin çoğu gövdesinde donmuş olduğu ortaya çıktı ve sadece Dünya'da devam etti ve inanılmaz karmaşıklığa ulaştı. canlı madde şeklinde.
<<< Назад
|
İleri >>> |
1806'da, Napolyon Savaşları'nın zirvesinde, Fransız şehri Ale'nin yakınlarına alışılmadık bir göktaşı düştü. Göktaşlarının Paris Bilimler Akademisi tarafından resmen "Tanınmasından" sadece üç yıl sonraydı. "Göksel Taşlara" karşı önyargılar hala çok güçlüydü, Ale göktaşının bazı parçaları basitçe kayboldu ve 28 yıl sonra bunlardan sadece biri ünlü İsveçli kimyager Jens Jakob Berzelius'un laboratuvarında sona erdi.
İlk başta, bilim adamı bir hata olduğunu düşündü - Ale göktaşı ne taş, ne demir ne de demir taşıydı. Bununla birlikte, eriyen kabuk (yüzey tabakası), olağandışı bir taşın kozmik kökenine, en nadir ve daha sonra hala bilinmeyen meteorit türlerinin atası - karbonlu kondritlere tanıklık etti.
Ale göktaşı suda çözünür bir organik kütle içeriyordu. Isıtıldığında parçacıkları kahverengiye döndü ve kömürleşti - açık işaret organik bileşiklerin varlığı, karbon bileşikleri. (Co, co2, karbonik asit H2co3 ve tuzları gibi basit karbon içeren bileşiklerin inorganik bileşikler olduğunu hatırlıyoruz.) Aynı türden karasal maddelerle benzerlik açık olmasına rağmen, Berzelius makul bir şekilde bu gerçeği kaydetti " Henüz Orijinal Kaynakta Organizmaların Varlığının Kanıtı değil."
Berzelius'un çalışması, meteorlardaki organik bileşiklerin araştırılmasının başlangıcı oldu. Ne yazık ki, araştırma için mevcut materyal hala çok nadirdir. Karbonlu kondritler çok kırılgandır - parmaklarınızla bile toz haline getirilmesi kolaydır (ve aynı zamanda tekrar ediyoruz, karakteristik bir yağ kokusu ortaya çıkar. Genel olarak, meteoritler arasında nadir, karbonlu kondritler de uçarken kolayca yok edilir. dünyanın atmosferi Evet ve bir kez dünya yüzeyinde, kural olarak, karasal kayalarla karıştırılarak iz bırakmadan kaybolurlar.Bu nedenle, dünya çapında sadece iki düzine karbonlu kondritin bulunması ve korunması şaşırtıcı değildir. .
Berzelius'un çalışmalarının yayınlanmasından dört yıl sonra, 1838'de Güney Afrika'da başka bir karbonlu kondrit düştü ve daha sonra ünlü Alman kimyager Friedrich Wöhler tarafından araştırıldı - aynı Wöhler, birkaç yıl önce hayvan kökenli bir madde elde etmeyi başardı - üre - inorganik maddeden.
Wöhler, bir göktaşından "Güçlü Bitümlü Kokusu olan" yağlı yağlı bir maddeyi izole etti ve Berzelius'un aksine, bu tür maddelerin "mevcut bilgi düzeyine dayanarak" sadece canlı organizmalar tarafından sentezlenebileceği sonucuna vardı. Karbonlu hopdritlerden salınan organik materyal miktarının az olduğuna dikkat edin - yaklaşık yüzde bir. Ancak bu bile çok önemli sonuçlar çıkarmak için yeterlidir.
1864'te yine Fransa'da, orgueil köyü yakınlarında, bir göktaşı karbonlu kondrit yağmuru düştü - astronomi tarihinde istisnai bir durum. Fransız kimyager Klets, Orgueil göktaşının suda çözünmeyen siyah maddesinin organik bileşikler olduğunu ve kesinlikle grafit veya amorf karbon olmadığını kesin olarak kanıtladı. Bu organik bileşiklerin turba veya kahverengi kömürde bulunan benzer maddelerle benzerliği onu şaşırttı. Paris Bilimler Akademisi'ne sunulan bir makalede Klets, göktaşlarındaki organik maddenin "Gök Cisimleri üzerinde Organize Maddenin varlığını gösterdiğini" savundu.
O zamandan beri, neredeyse bir asırdır, meteoritlerin organiklerinin incelenmesi, olaydan duruma, önemli bir genelleme olmaksızın, epizodik olarak gerçekleştirilmiştir. Bu birkaç çalışma arasında, 1889'da Yu tarafından gerçekleştirilen Migei göktaşı çalışmasından bahsedilmelidir. ve. simashko. Rus bilim adamı ayrıca bu karbonlu kondritte bitüm tipi organik maddeler keşfetti.
Foto karbonlu kondrit.
Tüm organik maddelerin zorunlu olarak yaşamla ilişkili olduğu veya dahası canlıların mülkü olduğu düşünülmemelidir. Gökbilimciler, yaşamla kesinlikle doğrudan ilişkisi olmayan çok sayıda basit karbon içeren oluşumun farkındalar. Örneğin, yıldızlararası uzayda ve soğuk yıldızların atmosferlerinde gözlenen CH ve CN radikalleri bunlardır. Dahası, görünüşe göre uzayda, amino asitlere kadar ve amino asitleri içeren çok karmaşık organik bileşiklerin sentezi sürekli olarak devam etmektedir. Buna özellikle Amerikalı araştırmacı R. Berger'in ilginç deneyleriyle ikna oluyoruz. Temel bir parçacık hızlandırıcının yardımıyla, - 230 s'ye soğutulmuş bir metan, amonyak ve su karışımını protonlarla bombaladı. sadece birkaç dakika sonra, bilim adamı bu buz karışımında üre, asetamid, aseton keşfetti. Bu deneylerde, Berger aslında gezegenler arası uzayın koşullarını simüle etti. Proton akışı, birincil kozmik ışınları ve metan amonyak ve amonyak karışımını taklit etti. sıradan buz- bu, özünde, bir kuyruklu yıldız çekirdeğinin tipik bir modelidir.
Bir başka tanınmış Amerikalı biyokimyacı M. Calvin, bir hidrojen, metan, amonyak ve su buharı karışımını hızlı elektron akışıyla bombaladı. Bu deneylerde, nükleik asitleri oluşturan dört azotlu bazdan biri olan adenin elde edildi. Bu tür süreçler dünyanın ve diğer bazı gezegenlerin birincil atmosferinde gerçekleşmedi mi?
Görünüşe göre uzayda, inorganik maddelerden ve inorganik bir şekilde, protein benzeri bileşikler yaratılıyor - olası bir gelecek yaşamın "yarı bitmiş ürünleri".
Dolayısıyla göktaşlarındaki organik maddenin kendi içinde varlığı henüz Dünya'da yaşamın varlığını gösteremez. gök cisimleri Ey. Bu maddeler, yaşamla herhangi bir doğrudan bağlantısı olmaksızın abiyojenik olarak da ortaya çıkabilir. Aksini kanıtlamak için daha güçlü argümanlara ihtiyaç var.
Bu bağlamda, modern meteorit bilimindeki tartışma yürütülmektedir. Anlaşmazlık henüz bitmedi, ancak elde edilen sonuçlar büyük ilgi görüyor.
1951-1952'de. İngiliz biyokimyacı Müller, karbonlu kondrintten bitümlü bileşikler izole etti. Özünde, Berzelius, Wöhler ve Kletsz'in eserlerini tekrarladı, ancak kıyaslanamayacak kadar yüksek bir düzeyde. Göktaşı bitümünde, benzer karasal bileşiklerden çok daha fazla kükürt, klor ve azot vardır, bu durum Muller'i meteoritlerdeki bitümün abiyojenik kökenli olduğu sonucuna varmasına neden oldu.
Daha önce bahsedilen M. Calvin ve s. dışarı. 1960'da uzay araştırmaları üzerine uluslararası bir sempozyuma sunulan raporların başlığı anlamlıydı: "dünya dışı yaşam. Göktaşlarının bazı organik bileşenleri ve bunların dünya dışındaki olası biyolojik evrim için önemi." Amerikalı araştırmacılar, daha sonra bir kütle spektrometresinden geçirilen karbonlu kondrit örneklerinden uçucu maddeler izole ettiler. Bu deneylerde, bilinmeyen moleküllerin parçacıklarının nispi kütlesi belirlendi ve ayrıca, karbon içeren göktaşı bileşiklerinin ekstraktlarının kızılötesi ve ultraviyole spektrumları incelendi. Sonuçlar çarpıcıydı.
Karbonlu kondritten, dört azotlu bazdan biri olan sitozine benzer iki damla su gibi bir maddeyi izole etmek mümkün oldu. Bir göktaşı ve karasal kökenli yağa benzer bir hidrokarbon karışımında bulunur.
Ertesi yıl, 1961, üç Amerikalı kimyager, G. Nagy, D. Hennessey ve W. sürdürmek. Karbonlu kondritlerden, elma veya balmumu kabuğunun bir parçası olana çok benzeyen bir dizi parafin izole ettiler. Bu bağlamda, petrolün menşei sorunu etrafındaki tartışmalar yoğunlaşmıştır.
Petrolün tam olarak nereden geldiğini hala bilmiyoruz - petrokimya için en değerli hammadde olan uçaklar, gemiler ve arabalar için bir yakıt kaynağı. Petrol, bir zamanlar yaşayan organizmaların ayrışması sonucu mu oluştu, yoksa "Kara Altın" bazı karmaşık abiyojenik sentezin bir ürünü mü? İlk hipotez doğruysa, meteorlardaki bitümler dünya dışı yaşamın izleri olarak kabul edilebilir. Sadece petrol inorganik kökenliyse, göktaşı bitümünün dünya dışındaki yaşamla doğrudan bir ilişkisi yoktur, ancak görünüşe göre abiyojenik süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkmıştır.
Gezegenler arası uzayda organik bileşiklerin oluşumunu simüle eden deneylerden daha önce bahsetmiştik. Dünya benzeri bir gezegenin bağırsaklarında böyle bir abiyojenik sentezi hayal etmek daha da kolaydır. Göktaşlarındaki organik maddeler abiojenik olarak ortaya çıktı - bu, meteorları bazı dünya dışı organizmaların kalıntılarının taşıyıcıları olarak görmeyenlerin ana tezidir. Bu pozisyon, Sovyetler Birliği'ndeki Anders, Briggs tarafından - karbonlu kondrit araştırmacısı G. P. Vdovykin tarafından savunuluyor. Ona göre, "çeşitli gök cisimlerinin spektrumlarının incelenmesi, karbonun içlerinde en yaygın elementlerden biri olduğunu göstermektedir: bir element (c 2, c 3) şeklinde ve bileşikler şeklinde bulunur ( CH 2, CN, co 2, vb.) Her tür gök cisiminde, atmosferin ve yıldızlı uzayın bu bileşenleri, karmaşık organik moleküllerin oluşumu ile polimerize olabilir "(L. Kuznetsova. Gökyüzünün on üç bilmecesi. M. , Sovyet Rusya, 1967 ışık.
En canlı tartışmalar artık gizemli "Organize Unsurlar" etrafında. İlk kez, 5 ila 50 mikron çapında bu garip kapanımlar, 1961'de N. Nagy ve D. Klaus tarafından dört karbonlu kondritin örneklerini incelerken keşfedildi. Dıştan, karasal fosil mikroskobik alglere benziyorlardı. Bunlar arasında Amerikalı araştırmacılar, morfolojik özellikler beş tür nesne ve bazı nesnelerin hücre bölünmesi sürecinde ölmüş gibi eşleştiği ortaya çıktı. "Organize Elementlerin" neredeyse tamamı, sadece suda yaşayan en basit bitkilere benziyordu ve bu durum, Nagy ve Klaus'a göre, göktaşının topraktan kirlenme olasılığını dışladı. Daha sonra, F. Staplen ve diğerleri, bir dizi karbonlu kondritte "Organize Elementler" keşfettiler ve tüm araştırmacılar, bazı tek hücreli alglerle benzerliklerini kaydettiler.
1962'de Leningrad jeologu b. içinde. Timofeev, Saratov ve Migeya göktaşlarından tuhaf spor benzeri oluşumları izole etti. İki düzineden fazla vardı - 10 ila 60 mikron çapında sarımsı gri, küçük, içi boş, neredeyse küresel kabuklar. Kabukların tek katmanlı, kalınlıkları farklı, bazen belirgin şekilde tanımlanmış kıvrımlar halinde buruşmuş olduğu ortaya çıktı. Araştırmacıya göre, "kabukların yüzeyi pürüzsüz, daha az sıklıkla ince tüberkülattır. Formlardan biri yuvarlak bir delik gösterir - bazı tek hücreli alglerin özelliği olan bir stoma. Bu buluntuların çoğu en eski fosil tek hücreli alglerle karşılaştırılabilir. 600 milyon yıldan daha uzun bir süre önce yaşamış, ancak herhangi bir gruba atfedilemezler. bitki örtüsü gezegenimiz" (ışık, 1962, sayı 4, s. 12.
Nükleik asitler
Nükleik asitler
Deoksiribonükleik ve ribonükleik asitler, genetik bilginin depolanmasından, iletilmesinden ve çoğaltılmasından (gerçekleştirilmesinden) sorumlu tüm canlı organizmaların evrensel bileşenleridir. Tüm N. ila., moleküllerin karbonhidrat bileşenine göre iki tipe ayrılır: deoksiribonükleik asitlerde (DNA) deoksiriboz ve ribonükleik asitlerde (RNA) riboz. Çoğu organizmada DNA'nın biyolojik rolü, genetik bilginin ve RNA'nın depolanması ve çoğaltılmasıdır - bu bilgilerin sentez sürecinde protein moleküllerinin (Proteinler) yapısında uygulanmasında.
Nükleik asitler 1868 yılında İsviçreli bilim adamı F. Miescher tarafından keşfedilmiş ve bu maddelerin hücre çekirdeğinde lokalize olduğunu bulmuştur. asit özellikleri ve proteinlerin aksine fosfor içerir. Kimyasal olarak, N. ila. polinükleotidlerdir, yani. monomer birimlerinden oluşan biyopolimerler - mononükleotitler veya nükleotitler (sözde nükleositlerin fosforik esterleri - pürin ve pirimidin azotlu bazların türevleri, D-riboz veya 2-deoksi-D-riboz). DNA molekülünün içerdiği pürin bazları adenin (A) ve guanin (G), pirimidin bazları sitozin (C) ve timindir (T). RNA nükleositlerinde timin yerine urasil (U) bulunur. Bir polinükleotid zincirinde, nükleotitler bir fosfodiester bağı yoluyla bağlanır (Şekil 1).
N.'nin birincil yapısı, azotlu bazların değişim sırasına göre belirlenir ve bunların uzaysal konfigürasyonu, molekülün bölümleri arasındaki kovalent olmayan etkileşimlerle belirlenir: azotlu bazlar arasındaki hidrojen bağları, baz çifti düzlemleri arasındaki hidrofobik etkileşimler, elektrostatik Negatif yüklü fosfat grupları ve karşı iyonları içeren etkileşimler.
Çeşitli organizmalardan izole edilen deoksiribonükleik asitler, bileşimlerine dahil edilen azotlu bazların oranı bakımından farklılık gösterir, yani. tüm DNA'da Chargaff kuralına uyan nükleotid bileşimine göre: 1) N. molekülündeki adenin moleküllerinin sayısı, timin moleküllerinin sayısına eşittir, yani. A = T; 2) guanin moleküllerinin sayısı, sitozin moleküllerinin sayısına eşittir, yani. G = C; 3) pürin bazlarının moleküllerinin sayısı, pirimidin bazlarının moleküllerinin sayısına eşittir; 4) 6-amino gruplarının sayısı 6-keto gruplarının sayısına eşittir, yani adenin + sitozin toplamı guanin + timin toplamına eşittir, yani. A + C \u003d G + T. Chargaff kuralı, küçük azotlu bazlar (metillenmiş veya diğer pürin ve pirimidin bazlarının türevleri) için de geçerlidir. Böylece, her DNA'nın nükleotid bileşimi sabit bir değerle karakterize edilir - molar oran
(özgüllük faktörü) veya G-C çiftlerinin yüzdesi, yani.
İkinci göstergenin değeri, aynı sınıftaki organizmalar için pratik olarak aynıdır. Yüksek bitkilerde ve omurgalılarda 0,55-0,93'tür.
Nature dergisinde yayınlanan bir araştırma, evrende beklenmedik derecede yüksek düzeyde karmaşıklığa sahip organik bileşiklerin bulunduğunu gösterdi ve bu sonuçlar, karmaşık organik bileşiklerin yıldızlar tarafından oluşturulabileceğini düşündürdü.
Hong Kong Üniversitesi'nden Prof. Sun Quoc ve Dr. Yong Zhang, evrendeki organik maddelerin hem aromatik (siklik form) hem de alifatik (zincir) bileşiklerden oluştuğunu göstermişlerdir. Bu bileşikler o kadar karmaşıktır ki kimyasal yapıları kömür veya petrole benzer. Çünkü kömür ve petrol artıkları eski yaşam, benzer bir organik madde formunun yalnızca canlı organizmalardan oluştuğuna inanılıyordu. Ekibin keşfi, karmaşık organik bileşiklerin uzayda herhangi bir yaşam formunun yokluğunda bile sentezlenebileceğini gösteriyor.
Bilim adamları gizemli bir fenomeni araştırdılar: yıldızlarda, yıldızlararası uzayda ve galaksilerde bir dizi kızılötesi radyasyon. Spektral imzaları "tanımlanamayan kızılötesi emisyonlar" olarak bilinir. Yirmi yıldan fazla bir süredir, bu imzaların kökenine ilişkin en yaygın kabul gören teori, bunların polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'lar) olarak adlandırılan karbon ve hidrojen atomlarından oluşan basit organik moleküller olmaları olmuştur. Kuok ve Zhang, Kızılötesi Uzay Gözlemevi ve Spitzer Uzay Teleskobu ile gözlem yaparak, emisyon spektrumunun PAH moleküllerinin varlığıyla açıklanamayacağını gösterdi. Ekip, benzer kızılötesi radyasyon üreten maddelerin çok daha karmaşık bir kimyasal yapıya sahip olduğu görüşünü ortaya koydu.
Yıldızlar sadece bu karmaşık organik maddeyi yaratmakla kalmaz, aynı zamanda onu yıldızlararası uzaya da iter. Sonuçlar, Kuok'un eski yıldızların organik karışımlar üretebilen moleküler fabrikalar olduğu fikriyle tutarlıdır. Kuok, "Çalışmamız, yıldızların tama yakın bir boşlukta kolayca karmaşık organik bileşikler oluşturabildiğini gösterdi." Dedi. "Teorik olarak imkansız, ama yine de görebiliyoruz."
Daha da ilginci, bu organik yıldız tozunun yapısının meteoritlerde bulunan karmaşık organik bileşiklere benzemesidir. Göktaşları erken güneş sisteminin kalıntıları olduğundan, yıldızların erken güneş sistemini zenginleştirip zenginleştiremeyeceği sorusu ortaya çıkıyor. Güneş Sistemi organik bileşikler. Bu bileşiklerin Dünya'daki yaşamın kökeni ve gelişimi sürecinde hangi rolü oynadığı sorusu açık kalıyor.
“Karbon doğada hem serbest hem de birleşik halde çok farklı form ve formlarda bulunur. Serbest halde karbon en az üç biçimde bilinir: kömür, grafit ve elmas. Bileşikler halinde karbon, sözde organik maddelerin, yani her bitki ve hayvanın vücudunda bulunan birçok maddenin bir parçasıdır. Suda ve havada karbon dioksit şeklinde ve karbondioksit ve tuzları şeklinde bulunur. topraktaki organik kalıntılar ve yer kabuğunun kütlesi. Hayvanların ve bitkilerin vücudunu oluşturan maddelerin çeşitliliği herkes tarafından bilinmektedir. Balmumu ve yağ, terebentin ve reçine, pamuklu kağıt ve protein, bitki hücre dokusu ve hayvan kas dokusu, tartarik asit ve nişasta - tüm bunlar ve bitki ve hayvanların dokularında ve sularında bulunan diğer birçok madde karbon bileşikleridir. Karbon bileşikleri alanı o kadar geniştir ki, özel bir kimya dalı, yani karbon kimyası veya daha iyisi hidrokarbon bileşikleri oluşturur.
D. I. Mendeleev'in Kimyanın Temelleri kitabından alınan bu sözler, hayati element - karbon hakkındaki hikayemize ayrıntılı bir epigraf görevi görüyor. Bununla birlikte, burada, bakış açısından, onunla ilgili bir tez var. modern bilim madde hakkında tartışılabilir, ancak daha fazlası aşağıdadır.
Muhtemelen, en az bir bilimsel kitabın ayrılmadığı kimyasal elementleri saymak için ellerdeki parmaklar yeterli olacaktır. Ancak bağımsız bir popüler bilim kitabı - ambalaj kağıdı kaplı 20 tamamlanmamış sayfadan oluşan bir tür broşür değil, neredeyse 500 sayfalık oldukça sağlam bir cilt - varlıkta yalnızca bir öğeye sahiptir - karbon.
Genel olarak, karbon literatürü en zengin olanıdır. Bunlar öncelikle organik kimyacıların istisnasız tüm kitap ve makaleleridir; ikincisi, polimerlerle ilgili hemen hemen her şey; üçüncüsü, fosil yakıtlarla ilgili sayısız yayın; dördüncüsü, biyomedikal literatürün önemli bir bölümü...
Bu nedenle, yoğunluğu kucaklamaya çalışmayacağız (6 numaralı öğe hakkındaki popüler kitabın yazarlarının buna “Tükenmez” demesi tesadüf değildir!), ancak ana noktadan sadece ana şeye odaklanacağız - karbonu üç açıdan görmeye çalışacağız.
Karbon, "ailesiz, kabilesiz" birkaç elementten biridir. Bu madde ile insan temasının tarihi, tarih öncesi zamanlara kadar uzanır. Karbonu keşfeden kişinin adı bilinmiyor ve ayrıca elementel karbon formlarından hangisinin - elmas veya grafit - daha önce keşfedildiği de bilinmiyor. İkisi de çok uzun zaman önce oldu. Kesin olarak sadece bir şey söylenebilir: elmastan önce ve grafitten önce, birkaç on yıl önce üçüncü, amorf temel karbon - kömür formu olarak kabul edilen bir madde keşfedildi. Ama gerçekte, kömür, hatta kömür, saf karbon değildir. Hidrojen, oksijen ve diğer elementlerin izlerini içerir. Doğru, kaldırılabilirler, ancak o zaman bile kömür karbonu, temel karbonun bağımsız bir modifikasyonu olmayacak. Bu, ancak yüzyılımızın ikinci çeyreğinde kurulmuştur. Yapısal Analiz amorf karbonun esasen aynı grafit olduğunu gösterdi. Bu, amorf değil, kristal olduğu anlamına gelir; sadece kristalleri çok küçüktür ve içlerinde daha fazla kusur vardır. Bundan sonra, Dünya'daki karbonun sadece iki temel biçimde - grafit ve elmas şeklinde - var olduğuna inanmaya başladılar.
Video Uzayda organik bileşikler
Alkanlar. Yapı ve isimlendirme
Tanım olarak alkanlar, doğrusal veya dallı bir yapıya sahip doymuş veya doymuş hidrokarbonlardır. Parafinler de denir. Alkanlar sadece tek içerirler. kovalent bağlar karbon atomları arasında. Genel formül
Bir maddeyi adlandırmak için kurallara uymalısınız. Uluslararası terminolojiye göre, isimler -an eki kullanılarak oluşturulur. İlk dört alkanın isimleri tarihsel olarak gelişmiştir. Beşinci temsilciden başlayarak, isimler karbon atomlarının sayısını gösteren bir ön ek ve -an son ekinden oluşur. Örneğin, okta (sekiz) oktan yapar.
Dallanmış zincirler için adlar toplanır:
- radikallerin etrafında durduğu karbon atomlarının sayısını gösteren sayılardan;
- radikallerin adından;
- ana zincirin adından.
Örnek: 4-metilpropan - propan zincirindeki dördüncü karbon atomunun bir radikali (metil) vardır.
Pirinç. 1. Alkanların adlarıyla yapısal formüller.
Her onuncu alkan, sonraki dokuz alkanı adlandırır. Dekandan sonra undekan, dodekan vb. gelir; eikosan, geneikosan, dokosan, trikosan vb.
organik ve inorganik maddeler. organik madde
Organik bileşikler, temel olarak bileşimlerinde inorganik bileşiklerden farklıdır. İnorganik maddeler herhangi bir element tarafından oluşturulabiliyorsa Periyodik sistem, o zaman organik bileşim kesinlikle C ve H atomlarını içermelidir.Bu tür bileşiklere hidrokarbonlar (CH4 - metan, C6H6 - benzen) denir. Hidrokarbon hammaddeleri (petrol ve gaz) insanlığa büyük fayda sağlar. Ancak, çekişme ciddi neden olur.
Hidrokarbon türevleri ayrıca O ve N atomları içerir Oksijen içeren organik bileşiklerin temsilcileri alkoller ve izomerik eterler (C2H5OH ve CH3-O-CH3), aldehitler ve bunların izomerleri - ketonlar (CH3CH2CHO ve CH3COCH3), karboksilik asitler ve kompleks eterlerdir (CH3 -COOH ve HCOOCH3). İkincisi ayrıca yağları ve mumları içerir. Karbonhidratlar ayrıca oksijen içeren bileşiklerdir.
Bilim adamları neden bitki ve hayvan maddelerini tek bir grupta birleştirdiler - organik bileşikler ve inorganik olanlardan nasıl farklıdırlar? Organik ve inorganik maddeleri ayırmak için tek bir net kriter yoktur. Organik bileşikleri birleştiren bir dizi özelliği düşünün.
- Kompozisyon (C, H, O, N, daha az sıklıkla P ve S atomlarından yapılmıştır).
- Yapı (C-H ve C-C bağları zorunludur, farklı uzunluklarda zincirler ve döngüler oluştururlar);
- Özellikler (tüm organik bileşikler yanıcıdır, yanma sırasında CO2 ve H2O oluşturur).
Organik maddeler arasında doğal (proteinler, polisakkaritler, doğal kauçuk vb.), suni (viskon) ve sentetik (plastikler, sentetik kauçuklar, polyester ve diğerleri) kökenli birçok polimer vardır. Onlar harika moleküler ağırlık ve inorganik maddelere kıyasla daha karmaşık yapı.
Son olarak, 25 milyondan fazla organik madde var.
Bu, organik ve inorganik maddelere sadece yüzeysel bir bakış. Bu grupların her biri hakkında bir düzineden fazla yazılmıştır. bilimsel belgeler, makaleler ve ders kitapları.
Yukarıda belirttiğimiz gibi, tüm doğa krallıklarına ait olan organizmaların tamamı, Dünya'nın düşünülen kabuğunun canlı maddesi olarak kabul edilir. İnsan, bunların arasında özel bir konuma sahiptir. Bunun nedenleri şunlardı:
- üretim değil, tüketici konumu;
- zihin ve bilincin gelişimi.
Diğer tüm temsilciler canlı maddedir. Canlı maddenin işlevleri Vernadsky tarafından geliştirilmiş ve belirtilmiştir. Organizmalara şu rolü verdi:
- Redoks.
- Yıkıcı.
- Ulaşım.
- Çevre oluşturan.
- Gaz.
- Enerji.
- Bilgilendirici.
- konsantrasyon.
Biyosferin canlı maddesinin en temel işlevleri gaz, enerji ve redokstur. Bununla birlikte, geri kalanı da önemlidir, gezegenin canlı kabuğunun tüm parçaları ve unsurları arasında karmaşık etkileşim süreçleri sağlar.
Tam olarak ne anlama geldiğini ve özün ne olduğunu anlamak için işlevlerin her birini daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Sonsuz çeşitlilikteki canlı organizmalar, görünüşünü büyük ölçüde yıldızlara borçlu olduğumuz sınırlı sayıda atomdan oluşur. Evrenin hayatındaki en güçlü olay - Büyük patlama- dünyamızı çok zayıf kimyasal bileşime sahip bir maddeyle doldurdu.
Genişleyen uzayda nükleonların (protonlar ve nötronlar) birliğinin helyumdan daha fazla ilerlemek için zamana sahip olmadığına inanılmaktadır. Bu nedenle, galaktik öncesi Evren neredeyse sadece hidrojen çekirdekleriyle (yani sadece protonlarla) küçük - kütlece yaklaşık dörtte biri - helyum çekirdeği (alfa parçacıkları) ilavesiyle doluydu. Işık elektronlarından başka pratikte başka hiçbir şey yoktu. Evrenin daha ağır elementlerin çekirdekleriyle birincil zenginleşmesinin tam olarak nasıl gerçekleştiğini henüz söyleyemeyiz. Bugüne kadar tek bir "ilkel" yıldız, yani yalnızca hidrojen ve helyumdan oluşan bir nesne keşfedilmedi. Düşük metal içeriğine sahip yıldızları aramak için özel programlar vardır (gökbilimcilerin helyumdan daha ağır olan tüm elementleri "metaller" olarak adlandırmayı kabul ettiklerini hatırlıyoruz) ve bu programlar "son derece düşük metalikliğe" sahip yıldızların Galaksimizde son derece nadir olduğunu göstermektedir. . Bazı kayıt örneklerinde, örneğin demir içeriği, güneşten on binlerce kez daha düşüktür. Bununla birlikte, bu tür sadece birkaç yıldız var ve “onların kişiliğinde” “neredeyse birincil” nesnelerle değil, sadece bir tür anormallikle uğraştığımız ortaya çıkabilir. Genel olarak bakıldığında, Galaksideki en eski yıldızlar bile makul miktarda karbon, nitrojen, oksijen ve daha ağır atomlar içerir. Bu, en eski galaktik armatürlerin bile aslında ilk olmadığı anlamına gelir: onlardan önce, Evren zaten kimyasal elementlerin üretimi için bir tür "fabrika"ya sahipti.
Herschel Avrupa Kızılötesi Uzay Gözlemevi, RTO'da organik moleküllerin spektral "parmak izlerini" tespit etti. Bu görüntüde, NASA'nın Spitzer Uzay Teleskobu tarafından çekilen Orion Bulutsusu'nun kızılötesi görüntüsü, Herschel Gözlemevi'nin HIFI yüksek çözünürlüklü spektrografı tarafından alınan spektrumu ile kaplanmıştır. Karmaşık moleküllerle doygunluğunu açıkça gösterir: su, karbon monoksit ve kükürt dioksit çizgilerinin yanı sıra organik bileşikler - formaldehit, metanol, dimetil eter, hidrosiyanik asit ve bunların izotopik analogları spektrumda kolayca tanımlanır. İşaretsiz tepeler, sayısız henüz tanımlanamayan moleküllere aittir. |
Şimdi, bu tür fabrikaların, üçüncü (III) tipteki sözde nüfusun süper kütleli yıldızları olabileceğine inanılıyor. Gerçek şu ki, ağır elementler sadece hidrojen ve helyum için bir "çeşni" değildir. Bunlar, çökmekte olan bir ön-yıldız gaz kümesinin sıkıştırma sırasında açığa çıkan ısıyı serbest bırakmasına izin veren yıldız oluşumu sürecindeki önemli katılımcılardır. Onu böyle bir soğutucudan mahrum bırakırsanız, küçülemez - yani bir yıldız olamaz ... Daha doğrusu, yapabilir, ancak yalnızca kütlesinin çok büyük olması koşuluyla - yüzlerce ve binlerce kat daha fazla modern yıldızlar. Bir yıldız daha az yaşadığından, kütlesi ne kadar büyük olursa, ilk devler çok kısa bir süre için var oldular. Kısa parlak ömürler yaşadılar ve derinliklerinde sentezlenmeye zamanları olan veya doğrudan patlamalar sırasında oluşan ağır elementlerin atomları dışında hiçbir iz bırakmadan patladılar.
Modern Evrende, pratikte tek ağır element tedarikçisi yıldız evrimidir. Büyük olasılıkla, periyodik tablo, kütlesi güneş kütlesini bir büyüklük sırasından daha fazla aşan yıldızlarla "doldurulur". Güneş'te ve diğer benzer armatürlerde, çekirdekteki termonükleer füzyon oksijenin ötesine geçmezse, o zaman evrim sürecinde daha büyük nesneler bir “soğan” yapısı kazanır: çekirdekleri katmanlarla çevrilidir ve katman ne kadar derinse, İçinde daha ağır çekirdekler sentezlenir. Burada termonükleer dönüşümler zinciri oksijenle değil, ara çekirdeklerin oluşumuyla demirle biter - neon, magnezyum, silikon, kükürt ve diğerleri.
|
Büyük Orion Bulutsusu (LTO), büyük miktarda gaz, toz ve yeni doğan yıldızları içeren en yakın yıldız oluşum bölgelerinden biridir. Aynı zamanda, bu bulutsu, Galaksimizdeki en büyük "kimyasal fabrikalardan" biridir ve gerçek "gücü" ve ayrıca içindeki yıldızlararası madde moleküllerinin sentez yolları, gökbilimciler için henüz tam olarak açık değildir. Bu görüntü, Şili'deki La Silla Gözlemevi'ndeki 2.2 metrelik MPG/ES0 teleskobu üzerindeki Geniş Alan Görüntüleyici Kamera ile çekildi. |
UZAYDA ORGANİK MOLEKÜLLER |
Evreni bu karışımla zenginleştirmek için atomları sentezlemek yeterli değildir - onları yıldızlararası uzaya da atmanız gerekir. Bu bir süpernova patlaması sırasında olur: bir yıldızda bir demir çekirdek oluştuğunda, kararlılığını kaybeder ve patlayarak bazı ürünleri etrafına saçar. termonükleer füzyon. Yol boyunca, genişleyen kabukta, demirden daha ağır çekirdekler oluşturan reaksiyonlar meydana gelir. Başka bir tür süpernova patlaması da benzer bir sonuca yol açar - kütlesi, bir uydu yıldızından madde akışı veya başka bir beyaz cüce ile birleşme nedeniyle, beyaz cüceler üzerindeki termonükleer patlamalar, Chandrasekhar sınırından (1.4) daha büyük olur. güneş kütleleri).
Evrenin, organik moleküllerin sentezi için gerekli olan karbon ve nitrojen de dahil olmak üzere bir dizi elementle zenginleştirilmesinde, hayatlarını bir beyaz cüce ve genişleyen bir oluşumu ile sona erdiren daha az kütleli yıldızlar da önemli bir katkı sağlar. gezegenimsi bulutsu. Evrimin son aşamasında, kabuklarında nükleer reaksiyonlar da oluşmaya başlar ve daha sonra uzaya fırlatılan maddenin temel bileşimini karmaşıklaştırır.
Sonuç olarak, bugüne kadar esas olarak hidrojen ve helyumdan oluşan Galaksinin yıldızlararası maddesinin, daha ağır elementlerin atomlarıyla kirlendiği (veya zenginleştiği - buna böyle baktığınız) ortaya çıkıyor.
|
Buckminsterfullerenes ("fullerenler" veya "buckyballs" olarak kısaltılır) - bir futbol topuna benzer bir düzende bağlı çift sayıda (ancak 60'tan az olmayan) karbon atomlarından oluşan küçük küresel yapılar - ilk olarak bir gezegenimsi bulutsunun tayfında tespit edildi. Galaksimize en yakın yıldız sistemlerinden biri olan Küçük Macellan Bulutu'nda (MMO). Keşif Temmuz 2010'da yapıldı. çalışma Grubu Kızılötesi aralıkta gözlemler yapan Spitzer Uzay Teleskobu (NASA). Bulutsunun içerdiği fullerenlerin toplam kütlesi sadece beş ra mı? dünyanın kütlesinden daha az. Spitzer teleskobu tarafından çekilen MMO görüntüsünün arka planında, 60 karbon atomundan oluşan gezegenimsi bulutsunun (daha küçük ek) ve içinde bulunan fulleren moleküllerinin (büyük ek) büyütülmüş bir görüntüsü gösterilmektedir. Bugüne kadar, bu tür moleküllerin karakteristik çizgilerinin Samanyolu'nda bulunan nesnelerin spektrumlarındaki kaydı hakkında raporlar alındı. |
UZAYDA ORGANİK MOLEKÜLLER |
Bu atomlar, galaktik gazın genel "akımları" tarafından taşınır, onunla birlikte moleküler bulutlarda yoğunlaşırlar, ilk yıldız kümelerine ve gezegen öncesi disklere girerler ... sonunda gezegen sistemlerinin ve onlarda yaşayan canlıların bir parçası haline gelirler. Böyle yaşanabilir bir gezegenin en az bir örneği bizim için oldukça güvenilir bir şekilde bilinmektedir.
inorganikten organik
Karasal yaşam - her durumda, bilimsel nokta vizyon - kimyaya dayanır ve moleküllerin birbirine dönüşüm zinciridir. Doğru, herhangi biri değil, çok karmaşık, ama yine de moleküller - çeşitli oranlarda karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfor ve kükürt atomlarının (ve birkaç düzine daha az yaygın elementin) kombinasyonları. En ilkel "canlı" moleküllerin bile uzun süre karmaşıklığı, içlerindeki sıradan kimyasal bileşikleri tanımamızı engelledi. Canlı organizmaları oluşturan maddelere sahip olduğu fikri vardı. özel kalite - « yaşam gücü”, bu nedenle, çalışmalarına özel bir bilim dalı - organik kimya - dahil edilmelidir.
Biri dönüş noktası kimya tarihinde, 1828'de ilk kez üre - organik bir madde - inorganik bir maddeden (amonyum siyanat) sentezleyen Friedrich Wohler'in deneyleri dikkate alınır. Bu deneyler, en önemli kavrama doğru ilk adımdı - "cansız" bileşenlerden yaşamın kökeni olasılığının tanınması. İlk olarak 1920'lerin başında Sovyet biyolog Alexander Oparin tarafından belirli kimyasal terimlerle formüle edildi. Ona göre, şimdi "ilkel çorba" olarak bilinen basit moleküllerin (amonyak, su, metan vb.) bir karışımı, Dünya'da yaşamın ortaya çıkması için ortam haline geldi. İçinde, dış enerji "enjeksiyonlarının" (örneğin, yıldırım) etkisi altında, en basit organik moleküller biyolojik olmayan bir şekilde sentezlendi, daha sonra çok uzun bir süre boyunca yüksek düzeyde organize canlı varlıklarda "toplandı". .
1950'lerin başlarında "ilkel çorba"da organik sentez olasılığının deneysel kanıtı, yukarıdaki moleküllerin bir karışımından elektrik deşarjlarının geçirilmesinden oluşan Harold Urey ve Stanley Miller'ın ünlü deneyleriydi. Birkaç haftalık deneyden sonra, bu karışımda en basit amino asitler ve şekerler de dahil olmak üzere zengin bir organik ürün yelpazesi bulundu. Abiyogenezin basitliğinin bu açık gösterimi, yalnızca karasal yaşamın kökeni sorunuyla değil, aynı zamanda Evrendeki daha büyük yaşam sorunuyla da ilgiliydi: çünkü genç Dünya'da organik maddenin sentezi için hiçbir egzotik koşul gerekli değildi. , bu tür süreçlerin başka gezegenlerde gerçekleştiğini (veya gerçekleşeceğini) varsaymak mantıklı olacaktır.
yaşam belirtileri arıyorum
20. yüzyılın ortalarına kadar, sadece Mars "akıldaki kardeşler" için en olası yaşam alanı olarak kabul edildiyse, II. gelecek. Astronomi ve biyolojinin kesiştiği noktada yer alan yeni bir bilimin temelleri o zaman doğdu. Birçok yönden denir - ekzobiyoloji, ksenobiyoloji, biyoastronomi - ancak "astrobiyoloji" adı en sık kullanılır. Ve son on yıllardaki en beklenmedik astrobiyolojik keşiflerden biri, yaşamın en basit "yapı taşlarının", "ilkel çorba"da cansız maddeden Dünya'da sentezlenmesine gerek olmadığı gerçeğinin kavranmasıdır. Gezegenimize zaten hazır bir durumda ulaşabilirlerdi, çünkü ortaya çıktığı gibi organik moleküller sadece gezegenlerde değil, aynı zamanda - ilk başta şüphelenilmeyen - yıldızlararası gazda da bol miktarda bulunur.
En güçlü araç dünya dışı maddeyi incelemek spektral analizdir. Bir atomdaki elektronların, kesin olarak tanımlanmış enerjilere sahip durumlarda - veya dedikleri gibi, seviyeleri işgal ettikleri - ve enerjileri arasındaki farka eşit olan bir foton yayarak veya soğurarak seviyeden seviyeye hareket ettikleri gerçeğine dayanır. başlangıç ve son seviyelerin enerjileri. Eğer bir atom, gözlemci ile bir ışık kaynağı (örneğin, Güneş'in fotosferi) arasında bulunuyorsa, bu kaynağın spektrumundan sadece enerji seviyeleri arasında elektron geçişlerine neden olabilecek belirli frekanslardaki fotonları "yiyecektir". bu atomun. Bu frekanslarda - soğurma çizgilerinde - spektrumda karanlık düşüşler görülür. Düzeyler kümesi yalnızca her atom için değil, aynı zamanda her iyon (bir veya daha fazla elektrondan yoksun bir atom) için de ayrı olduğundan, atomların hangi atomları oluşturduğunu spektral çizgiler kümesinden güvenilir bir şekilde belirlemek mümkündür. Örneğin, Güneş'in ve diğer yıldızların tayfındaki çizgilerden atmosferlerinin nelerden oluştuğunu öğrenebilirsiniz.
1904 yılında Johannes Hartmann önemli gerçek: yıldızların tayfındaki tüm çizgiler yıldız atmosferlerinde ortaya çıkmaz. Bazıları, gözlemciye çok daha yakın olan atomlar tarafından üretilir - yıldızın yakınında değil, yıldızlararası uzayda. Böylece, yıldızlararası gazın varlığına dair işaretler (daha doğrusu bileşenlerinden sadece biri - iyonize kalsiyum) ilk kez keşfedildi.
Söylemeye gerek yok, bu şok edici bir keşifti. Sonuçta, neden yıldızlararası ortamda (ISM) iyonize kalsiyum olmasın? Ancak, sadece çeşitli elementlerin iyonize ve nötr atomlarını değil, aynı zamanda molekülleri de içerebileceği fikri uzun süre fantastik görünüyordu. O zamanlar ISM, en azından bazı karmaşık bileşiklerin sentezi için uygun olmayan bir yer olarak kabul edildi: aşırı düşük yoğunluklar ve sıcaklıklar, içindeki kimyasal reaksiyon oranlarını neredeyse sıfıra indirmelidir. Ve aniden orada bazı moleküller belirirse, yıldız ışığının etkisi altında hemen tekrar atomlara ayrışırlar.
Bu nedenle, yıldızlararası gazın keşfi ile yıldızlararası moleküllerin varlığının tanınması arasında 30 yıldan fazla bir süre geçti. 1930'ların sonlarında, spektrumun ultraviyole bölgesinde, ilk başta herhangi bir kimyasal elemente atfedilemeyen ISM absorpsiyon çizgileri bulundu. Açıklamanın basit ve beklenmedik olduğu ortaya çıktı: bu çizgiler tek tek atomlara değil, moleküllere - en basit iki atomlu karbon bileşiklerine (CH, CN, CH+) ait. Optik ve morötesi aralıklardaki diğer spektral gözlemler, bir düzineden fazla yıldızlararası molekülden soğurma çizgilerini tespit etmeyi mümkün kıldı.
Radyo astronominin "İpucu"
Yıldızlararası "kimyasal çeşitlilik" araştırmalarının gerçek gelişimi, radyo teleskoplarının ortaya çıkışından sonra başladı. Gerçek şu ki, bir atomdaki enerji seviyeleri - ayrıntılara girmezseniz - yalnızca elektronların çekirdek etrafındaki hareketi ile ilişkilidir, ancak birkaç atomu birleştiren moleküllerin spektrumda yansıtılan ek "hareketleri" vardır: molekül dönebilir, titreşebilir, bükülebilir... Ve bu hareketlerin her biri, bir elektronun enerjisi gibi, yalnızca sabit bir değerler kümesine sahip olabilen enerji ile ilişkilidir. Moleküler rotasyon veya titreşimin çeşitli durumları da "seviyeler" olarak adlandırılır. Seviyeden seviyeye hareket ederken, molekül ayrıca bir foton yayar veya emer. Önemli bir fark, dönme ve titreşim seviyelerinin enerjilerinin nispeten yakın olmasıdır. Bu nedenle, farkları küçüktür ve seviyeden seviyeye geçiş sırasında molekül tarafından emilen veya yayılan fotonlar ultraviyole ve hatta içine düşmez. görünür aralık, ve kızılötesi (salınımlı geçişler) ve radyo aralığında (dönme geçişleri).
Sovyet astrofizikçisi Iosif Shklovsky, moleküllerin spektral emisyon çizgilerinin radyo aralığında aranması gerektiğine dikkat çeken ilk kişi oldu. Spesifik olarak, belirli koşullar altında 18 cm dalga boyunda bir radyo emisyon kaynağı haline gelen ve Dünya'dan gözlemler için çok uygun olan bir OH hidroksil molekülü (daha doğrusu bir serbest radikal) hakkında yazdı. ISM'deki ilk molekül haline gelen, 1963'te radyo gözlemleri sırasında keşfedilen ve zaten bilinen iki atomlu yıldızlararası moleküllerin listesini tamamlayan hidroksildi.
Ama sonra daha ilginç oldu. 1968'de, üç ve dört atomlu moleküllerin - su ve amonyak (H 2 0, NH 3) gözlemlerinin sonuçları yayınlandı. Bir yıl sonra, ISM'de ilk organik molekül olan formaldehitin (H 2 CO) keşfi hakkında bir mesaj ortaya çıktı. O zamandan beri, gökbilimciler her yıl birkaç yeni yıldızlararası molekül keşfediyorlar, böylece toplam sayı şimdi iki yüzü aşıyor. Kesinlikle bu listeye hakim basit bağlantılar, iki ila dört atom dahil, ancak önemli bir kısmı (üçte birinden fazlası) çok atomlu moleküllerdir.
Karasal koşullar altında çok atomlu yıldızlararası bileşiklerin iyi bir yarısı, açık bir şekilde organik maddeye atfedilir: formaldehit, dimetil eter, metil ve etil alkol, etilen glikol, metil format, asetik asit... ISM'de keşfedilen en uzun molekül, içinde bulundu. 1997. Boğa takımyıldızındaki TMS-1 moleküler bulutunun yoğun kümelerinden birinde. Dünya için bu, 11 karbon atomlu bir zincir olan siyanopolin ailesinden, bir ucuna bir hidrojen atomunun "bağlı", diğer ucuna bir azot atomu olan çok yaygın bir bileşik değildir. Aynı pıhtıda başka organik moleküller de bulundu, ancak bir nedenden dolayı, çeşitli uzunluklarda (3, 5, 7, 9, 11 atom) karbon zincirlerine sahip siyanopolin molekülleri açısından özellikle zengindir, bunun için "siyanopoliin zirvesi" olarak adlandırılmıştır. .
Zengin bir "organik içeriğe" sahip bir başka iyi bilinen nesne, Galaksimizin merkezine yakın bir yerde Yay takımyıldızı yönünde bulunan moleküler bulut Sgr B2(N)'dir. Özellikle çok sayıda karmaşık molekül içerir. Ancak bu konuda herhangi bir münhasırlığı yoktur - daha ziyade “fener altında arama” etkisi burada tetiklenir. Özellikle organik moleküller olmak üzere yeni moleküller bulmak çok zor bir iştir ve gözlemciler genellikle teleskoplarını gökyüzünün başarılı olma olasılığı daha yüksek bölgelerine yöneltmeyi tercih ederler. Bu nedenle, Boğa, Orion, Yay moleküler bulutlarındaki organiklerin konsantrasyonu hakkında çok şey biliyoruz ve diğer birçok benzer buluttaki karmaşık moleküllerin içeriği hakkında neredeyse hiçbir bilgiye sahip değiliz. Ancak bu, organiklerin orada olmadığı anlamına gelmez - sadece bu nesnelere "antenler henüz ulaşmadı".
deşifre zorlukları
Burada, bu durumda "karmaşıklığın" ne anlama geldiğini açıklığa kavuşturmak gerekiyor. Yıldız spektrumlarının temel bir analizi bile çok zor bir iştir. Evet, her atomun ve iyonun çizgi kümesi kesinlikle bireyseldir, ancak bir yıldızın tayfında düzinelerce elementin çizgileri birbiriyle örtüşür ve bunları “sıralamak” çok zor olabilir. Organik moleküllerin spektrumları durumunda, durum aynı anda birkaç yönde daha karmaşık hale gelir. Atomların ve iyonların sayısız emisyon (absorpsiyon) çizgilerinin çoğu, Dünya'dan gözlemler için erişilebilir dar bir spektral aralık içindedir. Karmaşık moleküllerin de binlerce çizgisi vardır, ancak bu çizgiler çok daha geniş "dağılır" - yakın kızılötesi aralığından (birimler ve onlarca mikrometre) radyo aralığına (onlarca santimetre).
Diyelim ki moleküler bulutta bir akrilonitril (CH2CHCN) molekülü olduğunu kanıtlamak istiyoruz. Bunun için öncelikle bu molekülün hangi hatlarda ışın yaydığını bilmek gerekir. Ancak birçok bileşik için bu tür veriler mevcut değildir! Teorik yöntemler her zaman çizgilerin konumunu hesaplamayı mümkün kılmaz ve laboratuvarda bir molekülün spektrumu, örneğin onu saf haliyle izole etmek zor olduğu için genellikle ölçülemez. İkincisi, bu çizgilerin göreli yoğunluklarını hesaplamak gerekir. Parlaklıkları, molekülün özelliklerine ve bulunduğu ortamın parametrelerine (sıcaklık, yoğunluk vb.) bağlıdır. Teori, araştırılan moleküler bulutta bir dalga boyundaki çizginin, aynı molekülün başka bir dalga boyundaki çizgisinden üç kat daha parlak olması gerektiğini tahmin etmeyi mümkün kılacaktır. Doğrular, gerekli dalga boylarında ancak yanlış yoğunluk oranlarıyla bulunursa, bu, kimliklerinin doğruluğundan şüphe etmek için önemli bir nedendir. Tabii ki, bir molekülü güvenilir bir şekilde tespit etmek için bulutu mümkün olan en geniş spektral aralıkta gözlemlemek gerekir. Ancak uzaydan gelen elektromanyetik radyasyonun önemli bir kısmı Dünya'nın yüzeyine ulaşmıyor! Bu, ya dünya atmosferinin "şeffaflık pencerelerinde" molekülün spektrumunu parça parça gözlemlemek gerektiği anlamına gelir, ki bu elbette elde edilen sonuçlara güvenilirlik katmaz ya da son derece nadir görülen bir uzay teleskopu kullanır. Son olarak, istenen molekülün çizgilerinin, onlarca çeşidi bulunan ve her birinin binlerce çizgisi olan diğer moleküllerden ayırt edilmesi gerekeceğini unutmayın...
Bu nedenle, gökbilimcilerin yıllardır kozmik organiklerin bazı "temsilcilerini" tanımlamaya çalışması şaşırtıcı değildir. Bu açıdan gösterge, ISM'deki en basit amino asit olan glisinin keşfinin tarihidir. Moleküler bulutların spektrumlarında kayıt raporları olmasına rağmen karakteristik özellikler Bu molekül defalarca ortaya çıktı, varlığının gerçeği hala genel olarak kabul edilmiyor: birçok çizgi, sanki glisine aitmiş gibi gerçekten gözlemlense de, spektrumda diğer beklenen çizgileri yok, bu da tanımlama konusunda şüphe uyandırıyor.
Yıldızlararası Füzyon Laboratuvarları
Ancak tüm bunlar gözlemlerin karmaşıklığıdır. Teoride, geçtiğimiz on yıllar boyunca, yıldızlararası organik sentezle ilgili durum çok daha net hale geldi ve şimdi, ISM'nin kimyasal eylemsizliği hakkındaki ilk fikirlerin yanlış olduğunu açıkça anlıyoruz. Bunu yapmak için elbette önceden bileşimi ve fiziksel özellikleri hakkında çok şey öğrenmemiz gerekiyordu. Yıldızlararası uzayın hacminin önemli bir kısmı gerçekten de "steril"dir. Binlerce ila milyonlarca kelvin arasında değişen sıcaklıklarda çok sıcak ve nadir gazla doldurulur ve sert, yüksek enerjili radyasyonla nüfuz eder. Ancak, Galaksi'de, sıcaklığın düşük olduğu (birkaç ila on kelvin arasında) ve yoğunluğun ortalamadan belirgin şekilde daha yüksek olduğu (santimetre küp başına yüzlerce veya daha fazla parçacık) bireysel yıldızlararası madde yoğunlaşmaları da vardır. Bu yoğunlaşmalardaki gaz, sert radyasyonu etkili bir şekilde emen tozla karıştırılır, bunun sonucunda içleri - soğuk, yoğun, karanlık - kimyasal reaksiyonların meydana gelmesi ve moleküllerin birikmesi için uygun bir yer haline gelir. Temel olarak, bu tür "uzay laboratuvarları", daha önce bahsedilen moleküler bulutlarda bulunur. Birlikte galaktik diskin toplam hacminin yüzde birinden daha azını kaplarlar, ancak Samanyolu'ndaki yıldızlararası maddenin kütlesinin yaklaşık yarısını içerirler.
|
Polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'ler), yıldızlararası uzayda bulunan en karmaşık bileşiklerdir. Cassiopeia takımyıldızındaki yıldız oluşturan bir bölgenin bu kızılötesi görüntüsü, bazılarının moleküler yapılarını (hidrojen atomları beyaz, karbon atomları gri, oksijen atomları kırmızı) ve ayrıca karakteristik tayf çizgilerinden bazılarını gösterir. Bilim adamları, yakın gelecekte PAH spektrumlarının deşifre için özel bir değere sahip olacağına inanıyorlar. kimyasal bileşim kızılötesi spektroskopi yöntemleriyle yıldızlararası ortam. |
UZAYDA ORGANİK MOLEKÜLLER |
Moleküler bulutların temel bileşimi, Güneş'in bileşimine benzer. Temel olarak, hidrojenden oluşurlar - daha doğrusu, küçük bir helyum "katkı maddesi" olan hidrojen molekülleri H2. Kalan elementler, yaklaşık %0.1 (oksijen için) ve daha düşük bir nispi içerikle küçük safsızlıklar seviyesinde mevcuttur. Buna göre, bu safsızlık atomlarını içeren moleküllerin sayısı da en yaygın H2 molekülüne kıyasla çok azdır. Ama bu moleküller neden oluşuyor? Yeryüzünde, kimyasal sentez için, yeterince yüksek yoğunluklar ve sıcaklıklar sağlayan özel tesisler kullanılmaktadır. Yıldızlararası bir "kimyasal reaktör" nasıl çalışır - soğuk ve seyrek?
Burada astronominin diğer zaman ölçekleriyle ilgilendiğini unutmamak gerekir. Dünya'da, sonuçları hızlı bir şekilde almamız gerekiyor. Doğanın acelesi yok. Yıldızlararası organiklerin sentezi yüzbinlerce ve milyonlarca yıl sürer. Ancak bu yavaş reaksiyonlar bile bir katalizör gerektirir. Moleküler bulutlarda, rolü kozmik ışınların parçacıkları tarafından oynanır. Karmaşık organik moleküllerin sentezine yönelik ilk adım, oluşum olarak kabul edilebilir. S-N bağlantıları. Ancak sadece hidrojen molekülleri ve karbon atomlarının bir karışımını alırsanız, bu bağ kendiliğinden oluşmayacaktır. Başka bir şey, bazı atomların ve moleküllerin bir şekilde iyonlara dönüşmesidir. İyonları içeren kimyasal reaksiyonlar çok daha hızlı ilerler. Kozmik ışınlar tarafından sağlanan bu ilk iyonlaşma, ağır elementlerin (karbon, nitrojen, oksijen) atomlarının hidrojen atomlarını kendilerine "bağlamaya" başladığı ve keşfedilenler de dahil olmak üzere basit moleküller oluşturduğu bir etkileşimler zincirini başlatan bu ilk iyonizasyondur. İlk etapta ISM (CH ve CH+).
Daha fazla sentez daha da kolaydır. İki atomlu moleküller kendilerine yeni hidrojen atomları bağlar, üç ve dört atomlu (CH 2 +, CH 3 +) dönüşür, poliatomik moleküller birbirleriyle reaksiyona girerek daha karmaşık bileşiklere dönüşür - asetilen, hidrosiyanik asit (HCN), amonyak, formaldehit, sırayla, karmaşık organiklerin sentezi için "yapı taşları" haline gelir.
Kozmik ışınlar birincil ivmeyi verdikten sonra kimyasal reaksiyonlar kozmik toz parçacıkları, yıldızlararası organik sentez için önemli bir katalizör haline geliyor. Sadece moleküler bulutların iç bölgelerini yıkıcı radyasyondan korumakla kalmaz, aynı zamanda birçok inorganik ve organik molekülün verimli "üretimi" için yüzeylerini sağlarlar. Reaksiyonların toplamında, sadece glisinin değil, aynı zamanda daha karmaşık bileşiklerin oluşumunu hayal etmek zor değildir. Bu anlamda, en basit amino asidi keşfetme görevinin daha sportif bir anlamı olduğunu söyleyebiliriz: Uzayda güvenle ilk kim bulacak? Bilim adamları, moleküler bulutlarda glisinin bulunduğundan şüphe duymuyorlar.
"Yaşamın molekülleri" ile nasıl hayatta kalınır?
Genel olarak, şu anda organik maddenin sentezi için "birincil et suyunun" gerekli olmadığı kanıtlanmış olarak kabul edilebilir. Doğa, uzayda bu görevle mükemmel bir şekilde başa çıkıyor. Ama yıldızlararası organik maddenin yaşamın ortaya çıkmasıyla bir ilgisi var mı? Gerçekten de, yıldızlar ve gezegen sistemleri moleküler bulutlarda oluşur ve doğal olarak onların maddelerini "emer". Bununla birlikte, bir gezegen olmadan önce, bu madde, gezegen öncesi diskin oldukça sert koşullarından ve genç Dünya'nın daha az sert koşullarından geçer. Ne yazık ki, gezegen öncesi disklerdeki organik bileşiklerin evrimini inceleme yeteneğimiz çok sınırlıdır. Boyutları çok küçüktür ve içlerinde organik molekülleri aramak moleküler bulutlardan daha zordur. Şimdiye kadar, diğer yıldızların oluşum gezegen sistemlerinde yaklaşık bir düzine molekül bulundu. Tabii ki, basit organik bileşikleri (özellikle formaldehit) de içerirler, ancak bu koşullar altında organiklerin evrimini henüz daha ayrıntılı olarak tanımlayamıyoruz.
Kendi gezegen sistemimizin araştırması kurtarmaya geliyor. Doğru, zaten dört buçuk milyar yıldan daha yaşlı, ancak birincil gezegen öncesi maddesinin bir kısmı bugüne kadar bazı göktaşlarında korunmuştur. Organik maddenin bolluğunun oldukça etkileyici olduğu ortaya çıktı - özellikle yüzde birkaçını oluşturan sözde karbonlu kondritlerde. toplam sayısı Dünya'ya düşen "göksel taşlar". Gevşek bir kil yapısına sahiptirler, bağlı su bakımından zengindirler, ancak en önemlisi, maddelerinin önemli bir kısmı, birçok organik bileşiğin parçası olan karbon tarafından “işgal edilir”. Meteoritik organik madde, aralarında amino asitler ve azotlu bazlar ve (karboksilik asitler ve daha basit bileşiklerin polimerizasyonunun (katranlanması) bir ürünü olan "çözünmeyen organik madde"nin) bulunduğu nispeten basit moleküllerden oluşur. şimdi güvenle, bu organik maddenin protosolar moleküler demetin maddesinden "kalıtsal" olduğunu söylüyorlar, ancak dolaylı kanıtlar bunu gösteriyor - özellikle, meteorlarda bir dizi molekülün açık bir izotopomer fazlası bulundu.
Asetaldehit (solda) ve izomerleri, vinil alkol ve etilen oksit de yıldızlararası uzayda tespit edildi. |
||
10 sekiz atom |
1997'de radyo gözlemleri uzayda asetik asidin varlığını doğruladı. |
|
9 dokuz atomlu molekül ve 10 ila 70 atom içeren 17 molekül |
Uzayda bulunan en ağır (ve en uzun) moleküllerden bazıları poliin sınıfına aittir - tekli bağlarla "bir zincir halinde" seri olarak bağlanmış birkaç üçlü bağ içerirler. Yeryüzünde oluşmazlar. |
|
ŞU ANDA YILDIZLARARASI UZAYDA KEŞFİ EDİLEN MOLEKÜLLER |
İzotopomerler veya izotopologlar, bir veya daha fazla atomun bir kimyasal elementin küçük (en yaygın olmayan) izotopuyla değiştirildiği moleküllerdir. Örneğin, izotopomer, hafif hidrojen izotop protiyumunun döteryum ile değiştirildiği ağır sudur. Moleküler bulutların kimyasının bir özelliği, izotopomerlerin içlerinde "sıradan" moleküllerden biraz daha verimli şekilde oluşmasıdır. Örneğin, döteryumlu formaldehit (HDCO) içeriği, genel olarak, uzaydaki döteryum (D) atomlarının protium (H) atomlarından yüz bin kat daha az olmasına rağmen, geleneksel formaldehit içeriğinin yüzde onlarca olabilir. . Yıldızlararası moleküller, normal 14N'ye kıyasla azot izotopu 15N'ye aynı "tercih"i verir. Aynı nispi aşırı zenginleşme göktaşı organiklerinde de gözlenir.
Şimdiye kadar, mevcut verilerden üç önemli sonuç çıkarılabilir. İlk olarak, çok yüksek derecede karmaşıklığa sahip organik bileşikler, bizim ve diğer galaksilerin yıldızlararası ortamında çok verimli bir şekilde sentezlenir. İkincisi, bu bileşikler protoplaneter disklerde korunabilir ve gezegenlerin - gezegenlerin "embriyoları" olan gezegenlerin bir parçası olabilir. Ve son olarak, organik madde, Dünya'nın veya başka bir gezegenin oluşum sürecinde "hayatta kalmamış" olsa bile, oraya daha sonra meteorlarla (bugün olduğu gibi) ulaşabilirdi.
Doğal olarak, organik sentezin gezegen öncesi aşamada ne kadar ileri gidebileceği sorusu ortaya çıkıyor. Ama ya yaşamın kökeni için "yapı taşları" değil de yaşamın kendisi Dünya'ya meteorlarla geldiyse? Sonuçta, 20. yüzyılın başında, basit iki atomlu moleküllerin bile ISM'de görünmesi imkansız görünüyordu. Şimdi moleküler bulutlarda, adlarını ilk kez telaffuz etmesi zor olan maddeleri toplu olarak buluyoruz. ISM'deki amino asitlerin tespiti büyük olasılıkla sadece bir zaman meselesidir. Bir sonraki adımı atmamızı ve meteorların Dünya'ya "bitmiş biçimde" yaşamı getirdiğini varsaymamızı engelleyen nedir?
Gerçekten de, literatürde birkaç kez meteorlarda en basit dünya dışı organizmaların kalıntılarının bulunduğuna dair raporlar var ... Ancak, şimdiye kadar bu bilgi, yaşamın kökeninin genel resmine güvenle dahil edilemeyecek kadar güvenilmez ve dağınık. .