小行星可能已经从星际云中获得了生命的基石

2025-08-03 08:12探索百科

这张生动的照片让我们得以一窥一个由翻滚的尘埃和气体组成的洞穴，那里有成千上万颗恒星正在形成。这幅图像是由NASA/ESA哈勃太空望远镜上的高级巡天相机(ACS)拍摄的，代表了这个被称为猎户座星云的区域有史以来最清晰的图像。超过3000颗不同大小的恒星出现在这幅图像中。其中一些从未在可见光下出现过。 (Image credit: NASA, ESA, M. Robberto ( Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team)

据美国太空网（By Keith Cooper）：新的研究发现，星际云可能在创造有助于创造生命基石的条件方面发挥了重要作用。

氨基酸是生命的关键成分，最初可能是在星际分子云中产生的，就像太阳系形成时的分子云一样，然后缠绕在小行星上，这些小行星后来坠毁在地球上，并带走了氨基酸。

碳质球粒陨石富含氨基酸和胺(后者是含氮有机化合物)，是地球生命中蛋白质和生物细胞的关键成分。因此，了解氨基酸在哪里以及如何形成，对于更好地了解生命的起源非常重要。

由得克萨斯州圣安东尼奥西南研究所(SwRI)的欧阳丹丹·卡西姆和美国宇航局戈达德太空飞行中心的克里斯托弗·马泰雷兹领导的科学家们，通过在实验室“小行星相关条件下”制造氨基酸和胺，朝着弄清它们在太空中的形成位置迈出了一大步。

许多研究都集中在试图模拟碳质球粒陨石中氨基酸的形成，碳质球粒陨石是来自富含碳的小行星的陨石，形成于45亿年前太阳系的黎明。卡西姆和马特雷斯的研究将时间追溯到更久远的星际气体和尘埃云，太阳和行星最终就是从那里形成的。

卡西姆在SwRI发表的一份声明(在新标签中打开)中说:“小行星的构成源自母体星际分子云，其中富含有机物。”“虽然没有星际云中存在氨基酸的直接证据，但有胺的证据。分子云可能提供了小行星中的氨基酸，并将其传递给陨石。”

因此，卡西姆开始在星际云中复制条件，试图形成氨基酸。她使用了星际云中常见的冰，如氨、二氧化碳、甲醇和水，并用范德格拉夫发电机发出的高能质子轰击它们，以复制宇宙射线在太空中照射的冰。质子轰击将冰分子打碎，然后组成部分重新组合成更复杂的有机分子，包括胺和氨基酸，如乙胺和甘氨酸，这就是Qasim所谓的“有机残留物”——一种粘稠的粘液。

为了确定氨基酸在多大程度上是从小行星条件下形成的，以及在多大程度上是从星际分子云中继承的，研究人员模拟了胺和氨基酸在星际分子云中的形成，形成了有机残留物。然后，他们在小行星相关条件下处理残留物，也称为水蚀变。(Image credit: SwRI)

当太阳系从分子云形成时，这些胺和氨基酸会被转移到含碳的小行星上，并最终通过小行星撞击和陨石坠落带到地球。然而，卡西姆创造的胺和氨基酸的丰度与它们在碳质球粒陨石中的丰度不匹配。

Materese想知道是否有一个额外的阶段，更多的胺和氨基酸在小行星内部形成，这些小行星在形成后不久仍然是温暖的，并含有液态水。

Qasim和Materese的团队在类似小行星的条件下进一步处理了有机残留物样本。他们发现，不仅来自星际云的胺和氨基酸的比例保持完整，而且一些氨基酸的丰度，如甘氨酸，在温暖和水的水性变化7天后翻了一番。

卡西姆在美国宇航局的一份声明中说:“重要的是，生命的组成部分不仅与小行星的过程有着密切的联系，而且与母星际云的过程也有着密切的联系。”

然而，有一个警告。即使考虑到小行星的加工过程，胺和氨基酸的丰度仍然与碳质球粒陨石中发现的丰度不太匹配。陨星落到地球上后，可能已经被地球上的有机物质污染，改变了它们的氨基酸含量。因此，卡西姆和马泰雷斯，以及他们的许多同事，都在急切地等待着美国宇航局的OSIRIS-REx任务访问过的碳质小行星贝努鸟的样本返回。这些样本将于2023年9月24日在太空舱中降落到地球，并将代表自太阳系诞生以来地球上未被生命污染的原始物质。

结合来自JWST的关于星际云冰成分的最新详细信息，科学家们可能最终能够确定氨基酸是在我们的太阳系还是在星际空间形成的。

如果是前者，那么生命可能是我们太阳系独有的。如果是后者，那么氨基酸应该遍布银河系，提高其他恒星周围的行星上存在生命的可能性。

这项研究发表在1月9日的《美国化学学会地球和空间化学》杂志上。