生命基础单位、最简单的氨基酸形成于恒星出现之前

国际团队现已证实,最重要的生命基础单位,也是最简单的氨基酸——甘氨酸,可在太空的恶劣条件下形成。

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团中形成,出现氨基酸后,星际物质才转化为新的恒星和行星。

彗星是太阳系中最原始的天体,反映了太阳和行星即将形成时存在的分子。在67P/Churyumov-Gerasimenko彗星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)的出现早于恒星。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。

主要在荷兰莱顿天文台天体物理学实验室的天体物理学家和太空化学家团队表明,即便没有能量,甘氨酸也可能在冰冷的尘埃颗粒表面形成,也就是所谓的“黑暗化学”。这一发现与先前的研究相矛盾,前者认为产生氨基酸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,那可形成甲胺,这是在彗星67P中发现的甘氨酸前体。然后,使用独特的超高真空设置,配备系列原子束线和精确的诊断工具,他们能够确认出现了甘氨酸分子。在此过程中必须存在水冰。

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,被认为是生命基础的分子早于恒星和行星就已出现。说明在恒星系演化中,甘氨酸或许已经普遍存在,包含在彗星和小行星中的冰得以保留,而彗星和小行星才是最终构成行星的物质。”

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,从而在太空中的冷暗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借助彗星被送往许多其他行星。

原文:https://www.sciencealert.com/dark-chemistry-could-forge-the-building-blocks-of-life-in-space-no-stars-required

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