小行星撞擊是否引發了生命“左手性”分子?

研究人員表示,地球生命對偏向一種而非另一種分子的神秘偏好,可能是由於恆星和行星形成雲中光線的照射方式造成的

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如果正確,研究人員的發現表明,地球生命分子最初可能來自宇宙中的其他地方。

構成地球生命基礎的有機分子通常是手性的,這意味著它們以兩種互為映象的形式存在,就像左右手看起來相同,但卻是彼此相反的版本。

奇怪的是,構成地球蛋白質的氨基酸幾乎都是“左手性”的,即使製造右手性的氨基酸應該同樣容易。科學家表示,解開生命為何偏好一種手性而非另一種的謎團,可能有助於揭示生命的起源。[關於生命起源的7個理論]


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這種偏好的一個可能原因是太空中照射到這些分子的光線。可以將所有光波視為螺旋鑽,它們可以向一個方向或另一個方向扭曲,這種特性稱為圓偏振。一種圓偏振光可以優先破壞具有一種手性的分子,而另一種圓偏振光可能會抑制另一種手性。

為了瞭解外層空間中圓偏振光的程度,天文學家使用位於南非天文臺的望遠鏡探測了橫跨天空廣闊視野(大約相當於月球四分之一直徑)的光線偏振程度。

科學家們專注於位於天蠍座,距離地球約 5,500 光年的貓爪星雲。該星雲是銀河系中已知最活躍的恆星形成區域之一。

研究人員發現,來自該星雲的光線中,高達 22% 是圓偏振光。這是在恆星形成區域中迄今為止看到的最高圓偏振度,這表明圓偏振可能是恆星和行星形成區域的普遍特徵。

日本國家天文臺的天文學家、研究主要作者權正美(Jungmi Kwon)告訴 SPACE.com:“我們的發現表明,圓偏振在太空中很常見。”

天文學家開發的計算機模擬表明,如此大量的圓偏振是由於恆星周圍的塵埃顆粒造成的。星雲中的磁場排列了這些塵埃顆粒,散射自這些排列顆粒的光線最終變成圓偏振光——磁場一側的塵埃使其散射的光線具有一種圓偏振,而另一側的顆粒則具有相反的效果。

權正美說:“直到現在,圓偏振的起源尚不清楚,圓偏振基本上被認為是一種罕見的特徵。”

星雲內部的化學反應可以製造氨基酸。這些分子最終會根據照射到它們的光線而具有一定的手性。研究人員認為,左手性氨基酸可能隨後透過搭乘太空岩石“雨降”到地球上,導致一種手性在另一種手性中佔據主導地位。

權正美說:“太空中圓偏振產生的左手性氨基酸可以透過隕石傳遞。”

研究人員將繼續尋找其他恆星和行星形成區域中的圓偏振。他們於 3 月 1 日在《天體物理學雜誌快報》上詳細介紹了他們的發現。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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