Астрохимик Иван Антонов: "Наше открытие подтверждает версию, что мы не одни во Вселенной"

Взял в 5 лет книгу об открытии атома и влюбился в науку. Самарский ученый Иван Антонов, получив колоссальный опыт в России и за рубежом, вместе со своей командой прославился на весь мир, экспериментально доказав, что в межзвездных льдах в глубоком космосе под влиянием галактических лучей может образовываться важное для процессов зарождения жизни органическое соединение. А значит, вероятность того, что Земля стала обитаемой благодаря влиянию извне, возрастает, и, возможно, мы не одни во Вселенной. О своем становлении как ученого и о подробностях открытия Иван Антонов рассказал в рамках проекта Волга Ньюс и Сбера "Первооткрыватели".

Иван Антонов родом из Самары. Он с детства увлекался наукой. И хотя в те годы и не мечтал стать ученым, но неосознанно стремился к этому, направляемый своим любопытством и желанием создать что-то новое.

"Вдохновением была книга "Атом-гигант", которая попалась мне в мои 5 лет. Было очень интересно ее читать. Я заинтересовался химией и физикой. Хотел узнать, как устроен мир, как работает природа. Было желание выделиться, достичь того, что другие не могут", - поделился воспоминаниями ученый.

Дальнейшее развитие Ивана как специалиста также всегда проходило на грани физики и химии, с тяготением к последней. Успешно окончив химфак Самарского государственного университета, он устроился в местный филиал Физического института академии наук (СФ ФИАН), где в течение трех лет работал с химическими лазерами. А затем на 20 лет уехал в США, получил здесь ученую степень PhD и занимался изучением радиоактивных элементов, горения и атмосферной химии, холодных молекул.

Полученные знания и опыт работы с американскими учеными пригодились по возвращении в Самару. К тому моменту в СФ ФИАН была сформирована сильная команда, она занималась химической кинетикой и вместе с Ральфом Кайзером из Гавайского университета выиграла грант по астрохимии. Это позволило создать Центр лабораторной астрофизики, который и возглавил Иван Антонов. С помощью Ральфа Кайзера совместная команда ученых СФ ФИАН и Самарского университета им. Королева построила установку, которая воспроизводит условия глубокого космоса и позволяет экспериментально исследовать эволюцию органических молекул в нашей Галактике.

"Мы хотим разобраться, как устроена химия во Вселенной. В космосе обнаружено более 300 молекул, но там очень холодно: -263 градуса по Цельсию. В таких условиях химия практически отсутствует. Однако космические лучи могут активировать находящиеся на крупинках звездной пыли молекулы, и они начинают вступать в реакции. Это крайне редкие события, но когда есть миллионы лет эволюции, они достаточно многое могут изменить", - объяснил Иван.

Спроси GigaChat: Как образуется звездная пыль? Одним из главных источников служат взрывы сверхновых и умирающих звезд. Мощные ударные волны выбрасывают в пространство большое количество тяжелых элементов, которые конденсируются в мелкие твердые частицы. Из звездной пыли формируются новые небесные тела, в том числе планеты.

Эти редкие события самарские ученые и моделируют благодаря установке. Но то, что у Вселенной занимает миллионы лет, у них происходит за часы. В специальной камере создается глубокий вакуум и включается космическая заморозка. В таких условиях на поверхности замерзает все, кроме гелия. Ученые намораживают тончайшую ледяную пленку, состоящую из смеси двух-трех видов молекул, - предположительно, такую же, что и на частицах звездной пыли. Космическое волшебство запускает облучение вторичными электронами, которое имитирует воздействие галактических лучей. Дозу подбирают таким образом, чтобы она соответствовала времени эволюции межзвездного пылевого облака в 1 млн лет. С помощью теплового излучения и масс-спектрометра фиксируется образование промежуточных и конечных продуктов.

При облучении ледяной смеси монооксида углерода (угарный газ) и этанола (этиловый спирт) ученым удалось впервые синтезировать молекулы лактальдегида - предшественника молочной кислоты.

"Она является промежуточным продуктом при метаболизме глюкозы, который происходит в каждом организме и дает нам энергию для жизни. Лактальдегид - это альдегид молочной кислоты, то есть ее восстановленная форма. Он в принципе тоже является метаболитом в процессе окисления глюкозы. Кроме того, возможны обратные процессы. Из лактальдегида в живых организмах можно получить молочную кислоту, а из нее - глюкозу. Таким образом, наше открытие показывает, что лактальдегид мог образоваться в космосе и попасть на Землю в начале ее истории - например, во время орбитальной бомбардировки кометами и метеоритами. Так же, таким же образом он мог быть занесен на другие планеты в других звездных системах. На основе сахаров, образованных из лактальдегида, могла начать образовываться примитивная жизнь. Например, они могли служить источником энергии для молекул РНК, которые, как считается, были первой стадией образования жизни. Они умели самовоспроизводиться, синтезировать простейшие белки, получать энергию из глюкозы. И лактальдегид здесь - недостающее звено, способное объяснить откуда взялась глюкоза, а возможно, и рибоза", - считает ученый.

По его словам, это открытие кидает монетку в копилку версии космического происхождения жизни на Земле и обитаемости других планет. Цель дальнейших экспериментов ученых - формирование модели химических реакций в межзвездных льдах. Это позволит смоделировать, как звездные системы формируются с течением времени, как в них образуются вещества, какие типы звездных систем более способны поддерживать или создавать жизнь и на каких этапах происходит эволюция.

"В астрохимии много белых пятен, и очень мало в мире ученых, которые ею занимаются. Мы открываем новые горизонты в науке, и мне бы хотелось передавать свои знания и сформировать научную школу, которая развивалась бы дальше и имела успех, создать фундаментальный задел для своей страны, своего города и Самарского национального исследовательского университета им. Королёва, в котором я работаю", - отметил Иван Антонов.

Источник: https://volga.news/article/750196.html