重磅發現：孕育生命的有機分子，在太陽系誕生之前就已經存在了！

2020-10-18 博科園

最新天文研究表明：在孕育恆星和行星的冷氣雲和塵埃中，可以作為生命基石的複雜有機分子比之前認為的更加普遍。研究發現，這些有機分子的出現時間，也比傳統認為的要早得多，比恆星（如太陽）真正開始形成的時間早了數十萬年。其研究成果發表在《天體物理學》期刊上，這一結果挑戰了現有的理論，這些理論需要由原恆星（正在形成的恆星）加熱的環境，才能使複雜的有機分子變得可見。

這項研究是第一次在大量潛在恆星形成區域尋找複雜有機分子甲醇和乙醛的特徵，不同於之前的觀察，之前的觀察主要集中在單個物體上。恆星前或沒有恆星的核心之所以這樣命名，是因為雖然它們還沒有包含任何恆星，但它們標誌著太空中寒冷的塵埃和氣體匯聚成種子的區域，這些種子將產生新恆星，可能還有行星。研究人員使用亞利桑那州射電天文臺位於圖森西南部基特峰的12米碟形望遠鏡：

恆星誕生前就存在了

透過散布在距離地球約440光年金牛座分子雲的恆星形成區域內31個無恆星核心的氣體和塵埃覆蓋層進行觀測。每個核心可以延伸一段距離，可以覆蓋相鄰排列的多達1000個太陽系。研究的合著者、天文學副教授揚西·雪莉(Yancy Shirley)說：觀察到這些沒有恆星的核心距離原恆星或任何行星最初形成都有數十萬年的時間，這告訴我們，生命所需的基本有機化學物質早就存在於恆星和行星形成之前的原始氣體中。

雖然科學家們早就知道太空中存在著有機分子，正如我們所知，這些分子為生命提供了必要的基石。但對於它們在哪裡形成，如何形成，以及它們最終出現在任何可能行星表面的機制，一直很難得出確鑿的答案。確切的過程仍在研究中，因為理論模型仍然與我們看到的不太相符，有了這項新研究，可以告訴理論家這些分子是多麼豐富，從而更好地約束可能正在發生的形成機制。恆星前核心就像是通往恆星系統最早演化步驟的窗戶，其中有行星，甚至可能有生命形式。

在這項研究之前，針對複雜有機分子的研究不到10個，類似的觀察通常集中在一個分子，甲醇，而這裡描述的專門研究跟蹤甲醇和乙醛的發展演化，乙醛是一種相關的酒精衍生物。在這項研究中，研究小組在總計近500小時的觀察活動中尋找這兩個分子的明顯特徵。在所有31個恆星前核中都發現了甲醇，其中70%除了甲醇外還含有乙醛。這項研究的作者將這些結果，解釋為複雜的有機分子在新生恆星形成區域的分布，比之前認為要廣泛得多的證據。

挑戰傳統理論

這些發現挑戰了關於有機分子如何形成的傳統理論，因為它們假設了一種情景，即來自新生恆星的熱量，為有機分子的形成提供了必要環境。極端寒冷氣體和塵埃雲中含有豐富的複雜有機分子，距離這些條件還有很長一段路要走，這意味著肯定還有其他過程在起作用。在這些核心裡，新研究認為它們是類太陽的小質量恆星發源地、蠶繭和恆星託兒所，條件如此之差，甚至很難創造出這些分子。通過進行這樣的研究，可以更好地了解生命的先驅是如何產生的

以及它們是如何在恆星形成後期階段遷移並進入太陽系的（恆星系）。研究人員西貝裡表示：如果沒有基特峰上的亞利桑那州無線電天文臺，這項研究是不可能的。因為塵埃和氣體屏蔽了光學上看不見的恆星核心之前的塵埃和氣體，天文學家不得不恢復到更長的波長。與許多其他天文目標相比，恆星前核心的環境非常平靜，而且非常寒冷，因此它們發出的信號非常微弱。觀測獲得兩種有機分子如何共同演化的詳細景像，所以需要長時間盯著這些目標。

與宇宙中的其他物體相比，如星系，恆星前核心形成的時間相當短，壽命不到一百萬年。在湍流和引力等過程的推動下，分子雲中的氣體和塵埃坍塌形成細絲，而更密集的核心正是在這些細絲中形成。金牛座分子雲特別有趣，因為它提供了一個了解核心之間不同演化階段的機會。並不是所有核心都可能形成恆星，其中涉及到很多不確定性，新研究認為許多核心還處於早期階段，這就是為什麼我們現在看不到它們正在形成恆星的原因。

為了在最早階段進一步完善有機分子的演化模型，研究團隊計劃專注於單個沒有恆星的核心，以收集目前存在所有複雜有機分子更全面的清單。像金牛座恆星形成雲這樣的天體，也為我們的太陽系歷史提供了重要線索。太陽系也誕生在這樣的星雲中，但云已經不在那裡了，我們再也看不見了。在太空中觀察物體有點像看相冊，裡面有不同人在不同生命階段的快照，從他們的嬰兒期一直到老年，而在太陽系中，沒有恆星的星雲核心就像是恆星的超聲波圖。

博科園｜研究/來自：亞利桑那大學

研究發表期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab7375

博科園｜科學、科技、科研、科普

關注【博科園】看更多大美宇宙科學

相關焦點

  • 重磅發現:孕育生命的有機分子,在太陽系誕生之前就已經存在了!
    最新天文研究表明：在孕育恆星和行星的冷氣雲和塵埃中，可以作為生命基石的複雜有機分子比之前認為的更加普遍。研究發現，這些有機分子的出現時間，也比傳統認為的要早得多，比恆星（如太陽）真正開始形成的時間早了數十萬年。
  • 彗星觸發地球生命的誕生嗎?有機分子是關鍵
    而隨著對彗星本質認識的加深，科學家們開始懷疑這類天體可能與地球上生命的最初出現存在著某種關聯。　　生命的起源　　大約46億年前，一團旋轉著的塵埃氣體盤中逐漸誕生了今天我們生活的太陽系。初生的地球是荒蕪而乾燥的，最早的生命究竟是如何出現的？這個問題一直沒有得到完全的解答。
  • 隕石發現古老有機分子,或證生命原材料來自外太空
    地球生命的起源是一個無解的謎團，雖然生命出現在地球的時間被科學家推算出是38億年前，但是至今仍無法確定地球上第一個生命體是怎麼「從無生有」？這裡面的關鍵到底是什麼？原本只存在非生物化學過程的地球又是如何在過去幾十億年裡孕育呼吸、會奔跑、會思考的生物體？有科學家懷疑其中的奧秘可能在隕石上。
  • 土衛六大氣中發現奇怪分子——亞環丙烯基自由基分子C3H2 或有助孕育生命
    土衛六大氣中發現奇怪分子——亞環丙烯基自由基分子C3H2 或有助孕育生命（神秘的地球美國太空總署（NASA）表示，當局近期在提坦的大氣中，發現一種從未在太陽系或其他大氣層中出現的奇怪分子「亞環丙烯基自由基分子（Cyclopropenylidene，C3H2）」。C3H2是一種只能在實驗室合成出來的分子，但科學家認為它或有助孕育生命。有關研究近日刊登於《天文期刊》。
  • 火星到底存在過生命嗎?美國:火星上發現了有機分子
    隨著現在科技的發達，人們開始對外星生命開始探索，想要尋找到外星人的蛛絲馬跡，不過非常遺憾的是，以人類目前的探測手段，我們只能在太陽系裡面尋找生命的線索。在整個太陽系裡，與地球相似的就屬火星了，大家都知道，人類對於火星的探索其實從很早以前就開始了，而在火星探測上面有所成就的無疑是美國航天局了。美國航天局已經先後往火星上發射了數個探測器，未來還打算開始火星載人登陸，這其實都是為了探索火星生命以及對火星進行了解。
  • 生命起源被找到！遠古太陽系被「轟炸」，才誕生了生命
    在地球演化的過程中，有一個問題一直困擾著科學家，那就是為何地球會在誕生後不久，就孕育出生命來了呢？前段時間，這個問題終於有了答案，研究發現，地球上生命的出現，或許與40多億年之前太陽系曾經遭遇過「轟炸」有關。
  • 科學家發現金星可能存在生命，太陽系可能存在生命的星球有5個了
    這幾天科學界傳來一個重磅新聞。科學家在金星的大氣層中探測到了磷化氫氣體。由此科學家推測金星可能存在生命的跡象。為什麼科學家在金星大氣中發現了磷化氫就會產生金星上可能有生命的猜想呢？磷化氫是一種無色、劇毒、易燃的氣體。在地球上磷化氫存在於一些動物的糞便中。也就是說生命活動會產生磷化氫。那麼我們自然就會反過來猜想，在金星上面發現了磷化氫，那麼它是不是生命活動產生的呢？這就像是我們在空氣中聞到了一股刺鼻的汽車尾氣味道，就可以推測剛才可能有一輛汽車駛過。
  • 土衛二上疑似存在大質量有機分子!
    土衛二（Enceladus ）被認為是一個含有大量液態海洋的太陽系水世界，其表面溝壑叢生，擁有上百個冰噴泉。土衛二內部的巨大熱量將地下海洋中的液態海洋以水蒸氣和冰粒的形式噴射而出，釋放到太空中。2017年4月14日NASA曾召開新聞發布會，宣布在土衛二上發現了大量氫氣，認為其內部有著支持生命的必不可少的化學能。
  • 宇宙從0開始創造生命的過程,有機分子為何大量存在於宇宙
    生命的出現完全是一個時間尺度的問題，百年難得一遇的事情，可能在一億年的時間裡就會變得那麼平常。」——卡爾·薩根科學家為什麼一直致力於尋找地外生命，包括2020年各個國家計劃往火星發射的探測器中，都有尋找火星生命的科學項目！因為從科學的角度來說，宇宙鍛造出生命基石（有機分子）是一件很普遍的事！而且我們現在也知道水這中生命必須品也不是地球獨有的！
  • 又有新發現!生物學家:泰坦像38億年前古地球,正孕育生命土壤
    在土星的衛星——泰坦（又名土衛六）上，天文學家們發現了一種非常「奇怪」的分子——環丙烯亞烯(化學式C3H2)。這種極其活躍而罕見的碳基分子，在此之前，從未被人們在太陽系、或宇宙中有直接檢測到，哪怕是我們的地球，現在也只能在實驗室才能合成出來的物質。
  • 又有新發現！生物學家：泰坦像38億年前古地球，正孕育生命土壤
    在土星的衛星——泰坦（又名土衛六）上，天文學家們發現了一種非常「奇怪」的分子——環丙烯亞烯(化學式C3H2)。這種極其活躍而罕見的碳基分子，在此之前，從未被人們在太陽系、或宇宙中有直接檢測到，哪怕是我們的地球，現在也只能在實驗室才能合成出來的物質。如今，卻被發現在泰坦這顆本來就很奇怪的星球上。
  • 宇宙生命的起源新解?科學家:在2.6萬光年處,發現大量有機分子
    宇宙生命的起源新解？科學家：在2.6萬光年處，發現大量有機分子歷來，生命起源或者人類起源的猜想，一直的宗教神學和哲學家給出的解釋！不夠自從達爾文進化論被認可後，我們的課本上面都是告訴我們，這是人類起源的真相！
  • 火星上發現了多少次,可能存在的生命?
    科學家們宣稱：在一個來自火星的隕石中，發現了有機物質，這意味著，地球之外可能存在著生命！這個隕石，據說是在1600萬年前，一個小行星撞擊上了火星，導致一塊火星的巖石脫落，並飛往地球。最終於1.3萬年前墜落在南極洲的阿蘭山上。
  • 土衛二上發現複雜有機分子,或證明外星生命存在
    一項新的研究表明，人們首次從土星的衛星土衛二的深處發現了複雜的有機分子。 　　2005年，美國宇航局的卡西尼號探測器探測到了從土衛二噴發出的水汽和冰粒子，揭示了隱藏在該衛星冰凍外殼之下，有巨大海洋的存在。由於地球上有水的地方就有生命，所以這一發現表明，土衛二也可能存在生命。
  • 硫代苯在火星上被發現了!這是生命的有機分子!
    作為地球的姐妹星球，火星在人類的探索目標中一直佔據著主要地位，有跡象表明火星的過去也存在在山川和海洋，只是當火星的磁場莫名消失後，無情的宇宙粒子直接剝奪了火星上的宜居條件。直至今日，科學家仍在尋找火星上曾經生命存在的可能線索！令人興奮的是，來自NASA的好奇號發現了可能是火星生命產生的有機分子----硫代苯！硫代苯是什麼？
  • 科學家有重大發現！該星球液態水比地球還要多，極有可能孕育生命
    外星生命一直以來都是科學家探索的目標，在很早以前人類就對外星生命充滿了好奇，在茫茫的宇宙中，地球作為一顆渺小的星球都可以孕育出人類這樣的智慧生物，那麼在其他的星球上想必也會存在高級生命。，排除了金星上存在生命的可能性。
  • 太陽系中有可能孕育生命的天體：海衛一、木衛二、土衛二，穀神星
    基於對地球生命的研究，人類認為宇宙中誕生生命必須具備以下條件。第一，星球上有能夠形成複雜分子的基本元素：碳、氫、氮、氧、磷和硫磺等第二，星球上有液態物質：地球上的液態水，泰坦上的液態甲烷等。第三，能量：太陽能、地熱能，潮汐能。第四，適宜的溫度。第五，生命生存環境有一個保護層。
  • 科學家發現「太陽系兄弟」:8大行星1個都不少,或也存在生命?
    文/行走天涯科學家發現「太陽系兄弟」：8大行星1個都不少，或也存在生命？一直以來科學家都致力於探索外太空，尤其是尋找和地球環境類似的星球。不過科學家並沒有因此而放棄去尋找這些類地行星，甚至科學家在尋找類地行星的過程中，還發現到了一個太陽系的翻版恆星系統，科學家將其稱之為第二太陽系，太陽系兄弟等等。這變是距離太陽系有著2545光年的克卜勒-90。
  • 最新研究:科學家發現火星有機分子,符合外星生命特徵
    火星比其他行星更適合地外生命棲息，似乎越來越多的研究發現正在印證這個觀點。《據太陽報》3月7日報導，一項最新研究發現火星上存在和早期生命一致的有機分子，而且科學家們認為這種分子非常符合外星生命的特徵。這種有機化學物名為噻吩，也廣泛存在於地球，煤炭、原油，以及白松露等都含有該成分。華盛頓州立大學的天體生物學家Dirk Schulze-Makuchm說：「我們已掌握該有機物的生物途徑，但在火星上，該有機物更像是化學成分而不是生物分子，我們仍需更多證據。」
  • 太陽系八大行星中為何只有地球誕生了生命?
    宇宙因什麼而精彩，也許是因為生命。地球是太陽系中距離太陽由近到遠排第三的行星。太陽誕生於46億年前，地球比太陽稍晚一些時間才誕生，地球上最早的生命出現於35億年前，人類及其直系祖先已經在地球上生存繁衍了上千萬年。地球是目前已知太陽系中唯一擁有生命的天體，太陽系有八大行星，為何生命偏偏誕生於地球？地球又有哪些特別之處呢？