@ 2012.09.18 , 00:00

走进科学:太空糖分子或揭示地球生命演化过程

借助最新一代的阿塔卡玛大型毫米波天线阵(简称ALMA)——一个设立于智利北部由64架射电望远镜组成的先进观测系统,欧洲南部天文台的科学家在太空中发现了一种环绕在一个小型双星系统周围的简单糖分子。这对被称为16293-2422的双星系距我们仅400光年之遥,中心恒星质量与太阳大体相同。这一发现揭示了构建生命体的基础分子是如何在太空中、甚至不依赖行星表面环境而自发生成的。

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科学家们发现的糖分子是乙醇醛(C2H4O2),它与我们所熟知的蔗糖(C12H22O11)并没有太大的区别,而且是组成DNA和RNA的分子之一。虽然科学家早在2000年就曾在深空中的星云内部发现过乙醇醛,但这次探索的关键在于发现乙醇醛的时间和地点都非常适合生命体的形成。

深空中的分子都处在相互转化的旋转态中。当分子吸收了周围的辐射,就会改变为具有较高能量的旋转态。相反地,当分子的旋转态降低时,自身也会放出辐射。每种分子释放的特定频率的辐射形成了分子的“指纹”,科学家恰恰是利用了这种“指纹”,得以从千万亿英里之外甄别出一种仅由8个原子组成的小分子。

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地球上化学反应大多发生于液态水环境中,但在太空环境下,复杂的分子往往在微小的星际尘埃表面生成。星云尘埃微粒的表面及内部通常被水分子、甲醛、甲烷、氨、二氧化碳以及甲醇这类小分子所占据,所以星云一旦遭到冲击波,冲击的能量会让这些小分子组装成复杂的分子(例如糖类)并将其从尘埃微粒的表面释放出去。

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该项研究的第一作者、来自丹麦尼尔斯?波尔研究所的Jes J?rgensen提到:“有一个很大的疑问:这些分子在聚合形成新的行星之前究竟具有多高的复杂程度?这可以揭示生命是否可能起源于别处,而来自ALMA的观测结果即将解开这个谜团。”

生命的起源是一个开放性问题,其中一个谜团就是生命是如何产生的。根据已有的大量化石记录,当地球演化出适宜的环境后不久,生命就产生了。本文的发现或许可以解释这一现象:越来越多的证据表明,构建生命体的基础分子的形成过程,即生命起源之前的化学反应过程早在星云聚集为行星系之前就在其内部发生着。来自位于马里兰州绿带的美国宇航局戈达德太空飞行中心的 Jan M. Hollis 也指出:“迄今为止发现的许多星际分子都与实验室中发现的用于合成生命前体的分子同属一类。这也证实了宇宙中存在生物起源前的化学反应。”

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这些大分子在深空中生成后,可能会随着坠落在行星表面的彗星被带入星球之中,在生命的进化中扮演极其高效的“催化剂”。如果地球上的生命确如这般产生,那么人类之前在火星附近探寻生命迹象的目标较之之前的方式,或许会有更大的胜算。

ALMA测到到乙醇醛所在气体所围绕的双星体16293-2422,是两颗距离星系中心恒星30亿公里(18亿5千万英里)的行星,而且正在缓慢靠近星系中心,趋近于天文学家所述的“适居带”——恒星周围的一个特定区域,在此区域内的行星可具有足够的大气压以维持行星表面液态水的存在。

更加重要的是,较之2000年最早发现乙醇醛的距我们2万6前光年的星云,这个星系离我们非常近,用天文学单位衡量就是——仅仅400光年。这一发现将为天文学家更深入地研究此类现象,更加深入地研究太空中生成的分子是如何迸发出生命这一为人所知的过程提供绝佳的机会。本文译自 gizmag,由译者 老人爱怡 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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