化學家:新證據!生命可能起源於太空

2020-12-11 天文在線

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現如今,人類對生命起源最好的解釋來自進化論之父 -- 查爾斯·達爾文,他提出所有生命的基石都是在「溫暖的小池塘」中釀造的,這是一種像湯一樣濃稠的富含核糖核酸、脫氧核糖核酸和其他含有生命信息的核酸的化學混合物。

可是這「溫暖的小池塘」在哪裡呢?

許多科學家相信它存在於地球,最有可能的是靠近海底熱泉的噴口處。還有少數人認為生命是在陸地的火山巖中產生的。但是,還有更少數懷著日益增長的信心的人們相信生命源於太空,且發表在《化學物理學報》上的證據更是支持了他們大膽的假設。

來自加拿大謝布魯克大學的研究人員已經在著手研究可能構成「起源湯」的有機分子當初是否能在太空惡劣的環境中生存下來。為此,他們在實驗室內打造了一個包含電離輻射、真空等條件的模擬太空環境。

在太空條件下,電子射線爆裂分子冰導致許多能在地球上找到的有機小分子的生成。

(圖片來源:美國國家航空航天局)

他們首先利用水和其他太空中豐富易得的元素,如甲烷,製造出光滑冰凍的薄膜。他們在實驗報告中說,像這樣的「分子冰」會在太空塵埃中,以及彗星、小行星和衛星的表面形成。正是在這種冰冷的條件下,如果有合適的催化劑,這些化學物質非常有可能聚集在一起。

如果說太空中有一樣東西特別充裕,那就是輻射,即完全不需要介質就能傳播的電磁波能量。它甚至可以穿越真空(例如,太陽的熱量通過輻射傳遞給人類)。根據先前的研究,研究人員得出了一種理論,即輻射爆裂分子冰這一現象會刺激產生有機分子的化學反應,正是這些有機分子聚集起來形成了生命的基石。

在彗星和太空中其它物體表面都發現了由甲烷和氧構成的凍結膜。

(圖片來源:美國國家航空航天局flickr公共帳戶)

他們研究的這種特定的輻射類型是低能量電子流,也稱LEE,這是一種在其它類型的輻射(例如X射線)擊中物質時,會被擊落的電子。這些自由電子在磁場和太空中飛舞飄散,在那裡它們很有可能散落了一塊分子冰。由此,在研究人員建造的冰冷真空的模擬環境中,他們放置了一些凍結膜,並用低能量電子流射線爆擊凍結膜。

在實驗的過程中,他們目睹了生命起源的產生:像丙烯、乙烷和乙炔這樣的有機小分子在凍結的甲烷中形成,並將自身嵌入凍結膜中,而乙醇則在由氧和甲烷構成的凍結膜中生成。他們還看到了甲醇、乙酸甚至甲醛的痕跡,儘管它們是由冰釋放出來的,它們還是留下了分子的痕跡。

當然,只是因為生命起源能夠在太空中形成並不意味著這確實發生了,即使生命確實來自太空,也沒有證據證明這些分子隨機組合在一起形成了脫氧核糖核酸 -- 至少現在沒有。不過話說回來,科學家們也不是特別確定這個過程在地球上是如何發生的,或者是如何在海裡或陸地上發生的。因此,正如我們所知,人類為了研究生命起源進行了許多好奇的嘗試,這一發現只會引發出更多的疑問。

作者:Yasmin Tayag

FY: AngelinaWu

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