天文學(xué)家用詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡在銀河系外一顆年輕恒星周圍的冰層里,找到了五種復(fù)雜的有機(jī)分子。這是頭一次在咱們銀河系之外發(fā)現(xiàn)這么多種生命相關(guān)的化學(xué)物質(zhì),說明宇宙里可能到處都有這些東西。
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研究結(jié)果10月20日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通訊》上。
在哪兒發(fā)現(xiàn)的?
大麥哲倫星系,離地球16萬光年,是個(gè)圍著銀河系轉(zhuǎn)的小星系。那里的環(huán)境挺極端——到處是又熱又亮的恒星,紫外線輻射特別強(qiáng)。而且那個(gè)星系里的重元素,比如碳、氮、氧這些,含量比銀河系少得多。
這種環(huán)境跟早期宇宙的星系很像,所以在那兒的發(fā)現(xiàn)特別有意思。馬里蘭大學(xué)的天文學(xué)家Marta Sewilo說:"在大麥哲倫星系學(xué)到的東西,能幫我們理解宇宙年輕時(shí)那些遙遠(yuǎn)星系里發(fā)生了什么。那些地方條件更差,重元素更少,但復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)照樣在進(jìn)行。"
去年3月,研究團(tuán)隊(duì)把韋布望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了大麥哲倫星系里一顆編號(hào)ST6的恒星。這顆星還在形成階段,外面裹著厚厚的冰。通過分析紅外光,他們?cè)诒鶎永镎J(rèn)出了五種分子:甲醇、乙醛、乙醇、甲酸甲酯和乙酸。
這五種分子里,只有甲醇以前在銀河系外的恒星周圍被確認(rèn)過。乙酸——就是醋里的那個(gè)成分——這還是第一次在太空冰層里被明確發(fā)現(xiàn)。
Sewilo說:"韋布望遠(yuǎn)鏡之前,就算在銀河系里,也只確認(rèn)過甲醇這一種復(fù)雜分子存在于恒星周圍的冰里。這次觀測(cè)質(zhì)量太好了,從一個(gè)光譜里就挖出了這么多信息。"
除了這五種,他們還看到了疑似乙醇醛的信號(hào),但還得再確認(rèn)。如果真是乙醇醛,那就更有意思了——它能跟別的分子反應(yīng)生成核糖,而核糖是RNA的關(guān)鍵組成部分。
說明了什么?
在大麥哲倫星系那種地方都能找到這么多復(fù)雜分子,說明就算環(huán)境惡劣、原料稀缺,塵埃表面的化學(xué)反應(yīng)還是能搞出復(fù)雜玩意兒來。
過程大概是這樣:太空里冷得要命,氣體凝結(jié)成冰,附著在塵埃顆粒上。恒星發(fā)出的光和宇宙射線給這些冰提供能量,推動(dòng)它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng),慢慢組裝成越來越復(fù)雜的分子。
這事兒可能在整個(gè)宇宙到處都在發(fā)生。如果連重元素這么少的大麥哲倫星系都行,那早期宇宙——那會(huì)兒到處都缺重元素——也很可能在進(jìn)行類似的化學(xué)反應(yīng)。
跟生命有什么關(guān)系?
地球生命離不開復(fù)雜有機(jī)分子。DNA、RNA、蛋白質(zhì)這些東西都是碳、氫、氧、氮拼起來的。科學(xué)家一直在爭(zhēng)論:這些分子是地球上自己合成的,還是部分來自太空?
最近幾十年的證據(jù)越來越指向后者。隕石里有氨基酸,彗星上有有機(jī)物,現(xiàn)在銀河系外惡劣環(huán)境里也發(fā)現(xiàn)了一堆復(fù)雜分子。這說明宇宙的"化學(xué)工廠"比想象中普遍得多。
如果生命需要的化學(xué)原料在宇宙里這么常見,那生命本身會(huì)不會(huì)也挺常見?現(xiàn)在還不好說,但至少"原料"這關(guān)不是問題。
研究團(tuán)隊(duì)接下來打算用韋布望遠(yuǎn)鏡在更多地方找這些分子,看看不同環(huán)境下都有些什么。Sewilo說:"這次發(fā)現(xiàn)讓我們?cè)诶斫庥钪婊瘜W(xué)方面跨了一大步,也為研究生命起源打開了新思路。"
韋布望遠(yuǎn)鏡的紅外觀測(cè)能力比以前的望遠(yuǎn)鏡強(qiáng)太多,能看穿厚厚的塵埃云,觀察恒星形成區(qū)內(nèi)部。
隨著數(shù)據(jù)積累,后面肯定還有更多發(fā)現(xiàn)。
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