富含碳和水的隕石每隔幾十年會墜落到地球一次或兩次。但是,當一塊卡車大小的隕石在2000年撞擊加拿大西部的冰凍塔吉什湖時,研究人員收到了一塊佈滿星塵的樣本,這有望揭示我們早期太陽系的化學成分。現在,美國宇航局(NASA)的太空科學家已經從塔吉什湖隕石中分離出了至少與太陽系一樣古老的有機物。這種古老的物體可能為地球上的生命提供了原材料。
研究人員已經嘗試研究隕石中的有機物至少40年,希望確定構成生物生命的關鍵元素是否來自我們的星球。隕石以冰凍狀態進入地球大氣層,這是進行化學研究的理想狀態。但是,它們通常在儲存之前會融化、變溼或受到汙染,從而增加了地球汙染的風險。科學家們重視塔吉什湖隕石,因為它墜落在偏遠的冰湖上,並得到了精心處理。
美國宇航局約翰遜航天中心的Keiko Nakamura-Messenger及其同事透過使用透射電子顯微鏡掃描隕石的薄片並使用先進的分析技術發現了有機物。與在彗星中發現的顆粒類似,塔吉什湖隕石中的亞微觀小球被證明主要由碳、氫、氮和氧組成。根據團隊成員Michael Zolensky的說法,使用光譜儀測量的空心小球中的氮和氫同位素的比例表明,“有機物完全是隕石的固有成分”,而不是來自地球的汙染。
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同位素組成還提供了證據,表明小球是在接近絕對零度的溫度下形成的。團隊成員Scott Messenger說,這種“奇異環境”從未在地球形成的太陽系區域或小行星帶附近存在過;但是,這些低溫確實持續存在於太陽系的外部區域,即所謂的柯伊伯帶及其更遠的地方。小球的稀有同位素組成和來自其他恆星的顆粒的存在,這些顆粒設法在早期太陽系的混亂環境中倖存下來,表明有機物很可能起源於孕育行星的寒冷分子云。
Nakamura-Messenger在12月1日出版的《科學》雜誌上發表的研究中提出,這些小球最初是作為有機冰粒形成的,當受到輻射撞擊時,其外殼被化學轉化為更耐火的化合物。外殼最初保護小球冰核免受紫外線照射,但中心隨後蒸發,留下一個空心的有機物球體。另一種情況是,這些小球可能起源於暴露在塔吉什湖隕石母體小行星中的鹼性溶液中的冰粒,從而掏空了中心。無論哪種情況,這些小球都是在我們太陽系的郊區自由漂浮形成的。Zolensky說,它們是“保護和遮蔽有機化學的可能棲息地”。他補充說,由於這些隕石很可能落在早期的地球上,它們可能提供了“生命形成的基石”球狀物。
“我們確信這些[小球]不是活的,” Messenger評論道。“但它們可能是最早生命形式的重要成分。”
與塔吉什湖隕石小球類似,彗星粒子富含碳、氫、氮和氧。美國宇航局的科學家目前正在分析追逐彗星的星塵探測器任務收集的粒子樣本,以確定有機小球是否是整個早期太陽系中普遍存在的一種前生物有機物形式。