5000張圖像覆蓋77個撞擊坑,日本科學家太空找「糖」有玄機

2020-12-04 川陀太空

生命的起源為什麼會從非生物的化學演變而成?這在科學界仍是個未解之謎。作為生命的信息分子,DNA能夠傳遞遺傳信息,不過核糖核酸也具備同樣的功能。隕石中發現的糖並非2-脫氧核糖,這說明外星糖傳輸至地球的時候出現偏差,也符合核糖核酸比DNA先進化的推斷。

通過對隼鳥2號探測器的遙感圖像數據的研究分析,研究人員發現,在龍宮小行星上有著77個撞擊坑。而在對這些撞擊坑進行深入研究後,發現這些撞擊坑的形成時間是不同的,也就是說龍宮小行星的東西半球,並不是在同一時間內形成的。這些發現將會對未來的小行星研究提供很大的幫助。為了更加了解龍宮小行星,在2018年6月,日本太空總署發射了隼鳥2號探測器,自從探測器到達龍宮小行星之後,它收集了大量的觀測數據和圖像並傳送到地球。在觀測數據和圖像的幫助下,研究人員確定了龍宮小行星的撞擊坑數量,以及它們的位置。研究人員發現,這些撞擊坑是由質量較小的小行星和彗星撞擊形成的,他們還找出了撞擊事件的頻率以及小行星表面的不同年齡。

隼鳥2號臨危受命

隼鳥2號探測器配備了光學導航相機(ONC)等不同型號的相機,而ONC可以對龍宮小行星拍攝5000張圖像,覆蓋了至少77個表面撞擊坑,試圖在撞擊坑中找到對應的糖類光譜信號。研究人員採用了它在2018年7月至2019年2月拍攝的圖像,在這些圖像中,龍宮小行星的表面特徵和撞擊坑都非常明顯,然後研究人員就確定了有撞擊坑的340張圖像。接下來,在全局圖像鑲嵌圖、龍宮計算機模型、光檢測和測距脈衝雷射(LiDAR)等儀器的幫助下,研究人員確定了撞擊坑的尺寸、緯度和經度,最後計算出龍宮小行星的大小。

根據撞擊坑的外觀明顯程度,研究人員將這些撞擊坑劃分成四種類型,前三種都是比較明顯的撞擊坑,而最後一種則是比較模糊並且無法確認的。所以在龍宮小行星上,或許還會有更多撞擊坑,只是它們外觀比較不明顯而無法得到確認。77個撞擊坑的直徑都在10-20米,根據這77個撞擊坑的分布圖,研究人員發現東半球子午線附近的撞擊坑數量最多,而龍宮小行星最大的撞擊坑Cendrillon也在這附近。從這可以看出,龍宮小行星的西半球的形成時間晚於東半球。在撞擊坑的分布圖中,撞擊坑集中於低緯度地區,也就是說龍宮小行星的極地地區很少有撞擊坑。研究人員發現小行星的東半球赤道脊屬於化石結構,這也意味著小行星在高速旋轉時,赤道脊形狀會產生改變,研究人員猜測赤道脊具有古老的歷史。考慮到東西半球的形成時間不同,所以龍宮小行星在歷史中,應該出現過兩次高速旋轉。

目前,這些發現已經被編入龍宮小行星的目錄中,可以在全球撞擊坑的資料庫中查閱到這些研究發現。據報導,龍宮小行星將會在2020年底返回地球大氣層,並帶回龍宮小行星的樣本,研究人員可以對這些樣本進行分析,從而找出龍宮小行星的形成時間以及方式。

小行星上找「糖」

最近一項新研究為隕石所含的生物成分增添了新名單,即生命中不可或缺的糖。該研究同時也證實小行星內存在化學反應,或將孕育出生命。倘若這是事實,那麼小行星對地球的轟炸可能不經意間提供了生命形成的必要組成部分,助推了地球生命的起源發展。NWA 801隕石和默奇森隕石是這次研究的對象,科學家在這兩塊隕石中檢測到核糖以及糖等糖分子。核糖核酸含有核糖,能夠傳遞遺傳信息給核糖體分子工廠,從而合成蛋白質。

圖註:隕石中發現有機物也可能被地球汙染

圖註:NWA 801隕石和默奇森隕石是這次研究的對象,科學家在這兩塊隕石中檢測到核糖以及糖等糖分子

科學家已經在過去的隕石中發現胺基酸和鹼基,它們都是形成生命的重要成分,但隕石中糖類物質的發現一直是空白的狀態。這次的新發現是一次研究中的突破,可以證明太空中存在核糖,且經由隕石輸送至地球。來自太空的核糖是地球核糖核酸的重要組成部分,自此地球出現生命跡象。日本深空探測器「隼鳥2號」以及美航天局OSIRIS-REx探測器將從太空採集巖石樣本回到地球研究,而這次新研究將作為一個極有價值的參考,對小行星Ryugu和Bennu進行有效分析。

生命的起源為什麼會從非生物的化學演變而成?這在科學界仍是個未解之謎。作為生命的信息分子,DNA能夠傳遞遺傳信息,不過核糖核酸也具備同樣的功能。隕石中發現的糖並非2-脫氧核糖,這說明外星糖傳輸至地球的時候出現偏差,也符合核糖核酸比DNA先進化的推斷。

不過科學家不能忽視的一個可能性是隕石所含的糖也可能是地球汙染的結果。經過同位素分析等手段能夠證明,這個推測發生的可能性很低。同位素是同一元素的不同原子,擁有不同數量的中子。專家發現地球生命更偏向於質量更輕的碳12,而外星糖中的碳卻更偏向於質量更重的碳13,所以後者的出處應該是太空。對此專家打算採集更多的隕石樣本進行研究。專家研究的另一個側重點是外星糖的對映異構體。在地球上,所有生命都使用左手性的胺基酸和右手性的糖,然而外星糖卻可以互為鏡像存在。下一步要做的是研究到底外星糖分子是左手性量多還是右手性量多,這有可能是生命起源的突破口之一。

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