@ 2012.09.18 , 00:00
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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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TOTAL COMMENTS: 24+1

  1. 兔子扑火
    @5 years ago
    1502895

    我们是糖做的?

  2. 月称
    @5 years ago
    1502897

    纳尼。。。。。。

  3. Bydoit
    @5 years ago
    1502901

    这个…我艹真的碉堡了!!!

  4. 兔子茜
    @5 years ago
    1502909

    舌尖上的宇宙。

    [17] XX [1] 回复 [0]
  5. CharLIE4k
    @5 years ago
    1502913

    这…这..不科学呀…不是用来看月亮看星星的吗…..怎么连分子都看到了!!!!天文显微镜!!

    [11] XX [0] 回复 [0]
  6. 1502921

    最要糖了~

  7. 也好
    @5 years ago
    1502933

    小时候我问大人,天上的星星是什么做的,大人们说:糖做的,很甜!
    所以,这一切都是真的?
    这一定是个阴毛

    [43] XX [1] 回复 [0]
  8. 叫我山大王
    @5 years ago
    1502953

    上帝对着虚空撸了一管,生命就这样诞生了…

  9. Solatrader
    @5 years ago
    1502955

    确定不是星系大战里被轰出来的外星人渣渣?

    [18] XX [0] 回复 [0]
  10. Robert
    @5 years ago
    1502957

    “这个星系离我们非常近——仅仅400光年”

    所以就算我是吃了闪闪果实的黄猿,到达那里也要400年……FML

  11. 1502959

    没有上帝,人类就是在黑暗的虚无中蛋生的

  12. sillywolf
    @5 years ago
    1502961

    1) ALMA 现在只有40面天线左右,距离最终的64面天线还很遥远.
    文章中的观测使用的天线更少.

    2). 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。 –> 这个是依靠辐射激发占主导, 可实际上分子转动跃迁的谱线发射是碰撞激发为主的, 除了很少见的几种红外激发机制和脉泽(至少这个研究不是辐射激发). 英文原文里面对这个概念的说法就是错误的, 还是要看原始paper更靠谱些.

  13. 小嘿
    @5 years ago
    1502983

    @CharLIE4k: 天文显微镜没错啊,如果不能显示近处某个星球上的分子,那么怎么能够看到更远处的物体呢。这是选举需要啊!同学们。一直往天文上扯,间接地炫耀登陆火星的成就!

  14. 夸克猫
    @5 years ago
    1503057

    太空大战的遗体残留……

  15. jazkim
    @5 years ago
    1503069

    @sillywolf:
    红外吸收谱??

  16. jazkim
    @5 years ago
    1503073

    @小嘿:
    原始人是只有体育老师的。

  17. 我叫赵小鸟
    @5 years ago
    1503085

    m看这个,我表示好有压力

  18. 乔治可撸妮
    @5 years ago
    1503137

    在宇宙空间中漂浮的糖?那么生命从虚无中来是真的了。

  19. dadamon
    @5 years ago
    1503171

    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

    好吧 所有糖分子于我都没区别,因为它们尝起来都是甜的….

  20. 1503227

    微观小狗狗,鸡肉味,略甜,嘎嘣脆

  21. cooper
    @5 years ago
    1503523

    感谢老人爱怡在文章下面发了一张无水印的星空原图
    刚在纠结这么好的素材图 如果没了上面的分子图就好了

  22. 1503607

    @sillywolf: 哈哈,谁会对煎蛋上的“科普”当真啊 :-D

  23. 驴死微蹬
    @5 years ago
    1504539

    蛋友本来就应该是来自各行各业五湖四海的,在校学子更应该不少,希望多一些像 @sillywolf 这样的业内人士!

  24. sillywolf
    @5 years ago
    1504945

    @jazkim 红外吸收谱对这个分子发射的贡献是有可能的. 但是这个工作本身是基于(亚)毫米波段的分子转动跃迁, 通过碰撞激发模型得到的, 而并非是通过红外吸收, 然后cascade 一层层往下跃迁. 后者叫红外辐射激发 (IR-pumping).

    @FKJD 哈哈哈. 真伪科学就在一线之间. 你看那个分子模型几何结构像不像木马?

    @dadamon 葡萄糖尝起来就不是甜的吧?

    再吐槽最后一段的”星系” , 这个是银河系内的一个小小的微不足道的恒星形成区. 星系指的是类似于银河系这种自引力束缚的, 弛豫时标大于轨道时标的巨型的气体恒星组合系综. 这个形成区相比银河系的大小相当于芝麻大小比地球大小 (尺度没有经过具体计算, 不过意思差不多到了就行).

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