生命的基石可以早于星辰形成

一个国际科学家团队已经证明,最简单的氨基酸和重要的生命组成部分甘氨酸可以在控制太空化学的恶劣条件下形成。研究结果发表在《自然天文学》上,表明甘氨酸和其他氨基酸很可能在密集的星际云中形成,然后才转化为新的恒星和行星。

彗星是太阳系中最原始的物质,反映了太阳和行星即将形成时的分子组成。在67P / Churyumov-Gerasimenko彗星昏迷中以及从星尘任务返回地球的样品中检测到甘氨酸的现象表明,氨基酸(例如甘氨酸)早于恒星形成。但是直到最近,人们仍认为甘氨酸的形成需要能量,这对可形成甘氨酸的环境设定了明确的限制。

在这项新的研究中,国际天体物理学家和天化学模型师团队主要在荷兰莱顿天文台的天体物理学实验室工作,他们表明,在没有能量的情况下,甘氨酸可能在冰冷的尘埃颗粒表面形成,通过“黑暗化学”。这一发现与先前的研究相矛盾,前者认为产生该分子需要紫外线辐射。

伦敦女王玛丽大学的塞尔吉奥·伊波波罗博士(Sergio Ioppolo)说:“暗化学是指不需要高能辐射的化学。在实验室中,我们能够模拟暗星际云中冷尘埃的情况。颗粒被薄薄的冰层覆盖,随后通过撞击原子进行处理,从而导致前体物质碎裂,反应性中间体重新结合。”

科学家首先表明,可以形成甲胺,这是在彗星67P昏迷中发现的甘氨酸的前体物质。然后,使用独特的超高真空设置,配备一系列原子束线和精确的诊断工具,他们能够确认也可以形成甘氨酸,并且在此过程中必须存在水冰。

使用天化学模型进行的进一步研究证实了实验结果,并使研究人员能够将仅一天的典型实验室时间尺度上获得的数据外推到星际条件,从而弥合了数百万年的历史。“从中我们发现,随着时间的推移,太空中会形成少量但大量的甘氨酸,”奈梅亨拉德布德大学的赫玛·库彭教授说,他负责论文中的一些建模研究。

莱顿天文台天体物理实验室主任哈罗德·林纳茨说:“这项工作的重要结论是,被认为是生命的构成要素的分子已经在恒星和行星形成开始之前的某个阶段就形成了。” “在恒星形成区域的进化中甘氨酸的这种早期形成意味着该氨基酸可以在太空中更普遍地形成,并在包含在彗星和小行星中的冰块中得以保留,而彗星和小行星才是最终构成行星的物质被制造。”

Ioppolo博士总结道:“甘氨酸一旦形成,也可以成为其他复杂有机分子的前体。” “按照相同的机理,原则上可以在甘氨酸主链上添加其他官能团,从而在太空中的黑云中形成其他氨基酸,例如丙氨酸和丝氨酸。最后,这种丰富的有机分子库存是像彗星一样被包含在天体中,并像我们地球和许多其他行星一样,被传送到年轻的行星。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。