Десетки хиляди органични съединения са открити в два метеорита

Учени анализираха разтворимата органична материя в два въглеродни метеорита – „Мърчисън“ и „Агуас Заркас“. Откриха десетки хиляди съединения, съдържащи въглерод. Въпреки че метеоритите принадлежат към едно и също космическо семейство и си приличат, химическият им състав почти не съвпада: те споделят едва малка част от своите сложни молекули.

Изследването е проведено от екипи от Националната лаборатория за силни магнитни полета на САЩ и Националната лаборатория „Брукхейвън“. Резултатите са публикувани в списание The Planetary Science Journal.

Авторите са използвали масспектрометрия със свръхвисока разделителна способност

След това са получили изображения на структурата на няколко отделни извънземни молекули чрез метода на атомно-силовата микроскопия.

Джоузеф Фрай-Джоунс, водещият автор на статията, е анализирал фрагменти от двата метеорита.

Мърчисън е паднал в Австралия през 1969 г., като пробата е предоставена от музея „Фийлд“ в Чикаго.

Агуас Саркас е открит след падането си в Коста Рика през 2019 г. Фрагментът е осигурен от Центъра за изследване на метеорити „Бусек“ към Щатския университет на Аризона.

Според оценката на авторите възрастта на Мърчисън е най-малко 5,5 милиарда години

Това го прави с около милиард години по-стар от Земята.

В статията органичното му вещество се сравнява по сложност с нефтените находища, които също съдържат изключително разнообразни смеси от съединения.

Всяка регистрирана химична формула може да съответства на няколко молекули с различна структура, което означава, че реалното молекулярно разнообразие в пробите може да е дори по-голямо.

Разликите между Мърчисън и Агуас Саркас показват, че материята в ранната Слънчева система не е била хомогенна

Родителските астероиди на тези метеорити са се формирали и променяли при различни условия, което е довело до възникването на различни набори от органични съединения.

Тези данни помагат да се оцени какво количество сложна органична материя е могло да присъства в космоса и да достигне до младата Земя чрез метеорити.

За да изолира съединенията, Фрай-Джоунс е смлял пробите и ги е разтворил в органични разтворители като метанол и етанол.

След това разтворите са били изследвани с 21-теслов масспектрометър с Фурие-трансформация и йонно-циклотронен резонанс в MagLab.

Този уред определя състава на сложни смеси с изключително висока точност и преди е бил използван за анализ на нефт, устойчиви флуорорганични замърсители и разтворени органични вещества.

Масспектрометърът обаче показва само формулата на молекулата, а една формула може да описва няколко вещества с различен ред на връзките между атомите.

Затова към работата се е присъединил Пърси Цал от Центъра за функционални наноматериали в лабораторията „Брукхейвън“.

Той е изследвал няколко молекули с помощта на безконтактна атомно-силова микроскопия с висока резолюция.

При този метод към повърхността се доближава свръхостър сондаж, който измерва отблъскването на атомите.

По този начин се изгражда изображение на молекулярната структура, което позволява да се види как атомите са свързани помежду си.

Заснемането само на няколко молекули от сложната метеоритна смес може да отнеме от няколко дни до няколко месеца.

Авторите отбелязват, че това е едва третият път, в който метеоритна материя се изследва с този метод.

Комбинацията от двата метода е позволила не само да се преброят атомите в органичните съединения на метеоритите, но и да се разгледа структурата на отделни молекули.