Вторник, Сентябрь 19, 2017
Главная > Самарский университет > «Мы изучаем процессы горения, чтобы узнать, как зародилась жизнь на Земле»

«Мы изучаем процессы горения, чтобы узнать, как зародилась жизнь на Земле»


«Мы изучаем процессы горения, чтобы узнать, как зародилась жизнь на Земле»

В августе с визитом в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева побывал профессор Гавайского университета (Гонолулу, США) Ральф Кайзер. В рамках работы международной летней научной школы "Современные методы квантовой химии в приложениях" он выступил с лекцией о синтезе сложных органических молекул в межзвездной среде.

Ральф Кайзер, как и многие ученые мира, уверен в том, что жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, зародилась в космическом пространстве, а на Землю ее "занесли" метеориты и кометы.

Дело в том, что одним из продуктов жизнедеятельности звезд являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – то есть углеводороды, содержащие два (или более) конденсированных — имеющих два общих атома углерода — бензольных кольца. Низкие температуры в плотных межзвездных газово-пылевых облаках позволяют ПАУ конденсироваться на поверхности микроскопических твердых частичек пыли — зерен. Зерна, покрытые льдом, собирают богатые углеродом органические молекулы. Под действием космических лучей и звездного света в этих зернах может происходить синтез более сложных соединений, в том числе молекул, входящих в состав земных живых организмов, вплоть до моносахаридов, аминокислот и нуклеотидов, которые, в свою очередь, являются основой РНК и ДНК.

Существует также гипотеза, что аминокислоты ("кирпичики жизни") были занесены на Землю метеоритами. Формирование таких молекул именно в космосе подтверждает изотопный анализ метеоритов, найденных на Земле. Считается, что источником космических аминокислот в Солнечной системе является пояс Койпера, который сформирован из астероидов и малых планет за Нептуном. Но недавно подобные пояса были обнаружены и у других звездных систем, например, Веги. А значит, есть шанс, что жизнь в привычном нам виде, может существовать и на планетах других систем.

В то же время ПАУ есть и на Земле. И они образуются в результате сгорания топлива. И в этом случае оказываются крайне канцерогенными и вредными для жизни.

"Мы видим двойственную роль ПАУ: они вредны для здоровья живых организмов на Земле, в то же время в космосе они являются основой для создания сложных органических молекул, которые могут приводить к образованию жизни", — отметил Ральф Кайзер.

В Самарском университете Ральф Кайзер совместно с профессорами Александром Мебелем (Международный университет Флориды, США), Майклом Хэвеном (Университет Эмори, США), Валерием Азязовым (Самарский университет) в рамках мегагранта работает над изучением процессов образования ПАУ в ходе горения.

"В рамках мегагранта по теме "Разработка физически обоснованных моделей горения" мы исследуем механизмы образования ПАУ с точки зрения уменьшения вредных выбросов и планирования более чистых процессов горения, — говорит Ральф Кайзер. — В то же время это фундаментальные механизмы, то есть они одинаковы как для космоса, так и для Земли. Узнав, как образуются ПАУ, мы сможем с одной стороны увеличить полноту горения (в этом случае топливо будет сгорать полностью, а значит не будет вредных выбросов) и помочь сохранить здоровье людей, а с другой – поймем глубинные процессы, происходящие во Вселенной".

Профессор считает, что ученые Самарского университета, — молодые физики, химики и биологи, — могут проводить изыскания в области астробиологии, как это делают их коллеги во всем мире: "Считаю, что для вуза с сильной космической составляющей, такая тематика научных исследований была бы интересна. Надеюсь поработать над совместными проектами в этой области".

Особую надежду Ральф Кайзер возлагает на экспериментальную установку по исследованию реакций горения, которую сейчас создают в Самарском университете в рамках мегагранта. "В Гонолулу есть установка, которая позволяет определить, как происходит синтез сложных органических молекул в условиях космоса. Но как образуются ПАУ мы пытаемся понять из экспериментов, которые проводим на установке в университете Беркли. Проблема в том, что доступ к ней мы получаем всего на две недели в год", — объяснил заинтересованность в самарском проекте Ральф Кайзер.

Экспериментальная установка, которую планируется собрать в Самарском университете к середине лета — началу осени 2018 года, позволит измерять результаты химических реакций, которые могут приводить к образованию ПАУ. В главной камере установки с помощью турбомолекулярных насосов будет создаваться очень высокий вакуум. "В таких условиях станет ясно, как происходят реакции в том числе в космосе, без "земных" помех, — пояснил профессор Александр Мебель, руководитель мегагранта. – К экспериментам мы собираемся приступить летом 2018 года". Профессор Кайзер предложил что можно даже будет синтезировать фуллерен – углеродную молекулу с формулой С60, который похож на футбольный мяч и состоит из пяти- и шестичленных колец. Подарок Самаре к Чемпионату мира по футболу, игры которого будут проходить как раз в это время.

"Мы очень надеемся на эту установку. В космосе много молекул, в том числе таких, которые не синтезируются на Земле. Их надо изучать, чтобы понять происхождение Вселенной и то, как зарождалась жизнь на нашей планете. Так что работа для нас будет всегда", — заключил Ральф Кайзер.

Фото: Екатерина Винокурова (фотоклуб "Иллюминатор")

Источник: ssau.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *