Журнал "Наука и жизнь", 2000 № 06 | страница 35

Два механизма образования циркулярно поляризованного света:

_{>1. Свет звезды рассеивается на частицах пылевого облака и приобретает линейную поляризацию. В результате сложения волн, приходящих под прямым углом, образуется циркулярно поляризованный свет.}

_{>2. После рассеяния неполяризованного света звезды удлиненными частицами пыли, ориентированными в ее магнитном поле, сразу возникает свет с циркулярной поляризацией.}

Переломным моментом в работе астрономов стала неожиданная догадка сотрудника англо-австралийской обсерватории Джереми Бейли, что открытие циркулярно поляризованного звездного излучения может существенным образом повлиять на представления о происхождении жизни на Земле. Хотя все исследования проводились в инфракрасных лучах, Бейли теоретически доказал, что в ультрафиолетовом и даже видимом диапазонах звездный свет также может приобретать круговую поляризацию после рассеяния на частицах пыли. При этом если право- и левополяризованная компоненты ультрафиолетового излучения окажутся пространственно разделены, то в соответствующих участках молекулярного облака будут разрушаться молекулы аминокислот одного определенного типа зеркальной симметрии. Это приведет к тому, что в межзвездном пространстве образуются огромные области, в которых сохранятся только либо правые, либо левые молекулы. Очевидно, что такая пространственная асимметрия может в итоге сказаться на развитии молодых планетных систем, населяющих молекулярное облако: одни планеты окажутся заселены преимущественно D-, а другие — преимущественно L-аминокислотами.

Но в действительности все не так просто. Взаимодействие циркулярно поляризованного ультрафиолета с хиральными молекулами сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Оказывается, правополяризованный свет не всегда разрушает правые молекулы, а левополяризованный — левые. На самом деле эффект может быть прямо противоположным: все зависит от того, к какой полосе частот принадлежит излучение. Таким образом, если свет излучается в достаточно широкой полосе частот, никакого избирательного эффекта мы не получим: число правых и левых молекул будет примерно одинаковым. Однако Кларку и его коллегам удалось показать теоретически, что в данном случае диапазон излучения звезд достаточно узок для того, чтобы свет той или иной круговой поляризации разрушал только один определенный тип энантиомеров.

Чем определяются границы этого диапазона? С одной стороны, для того чтобы энергии света хватило на разрушение связей в органических молекулах, его длина волны должна быть меньше 230 нанометров. С другой стороны, основная часть излучения звезд имеет длину волны, превышающую 200 нанометров. На меньших длинах волн звезды излучают сравнительно мало: интенсивность светового потока с длиной волны 150 нанометров падает на два порядка по сравнению с излучением на 220 нанометрах. Следовательно, основной вклад в излучение дает свет в узком диапазоне от 200 до 230 нанометров. Лабораторные эксперименты подтвердили, что оно действительно обладает избирательным воздействием на молекулы. Следовательно, подобный механизм должен действовать и в космосе.