實驗室培育的“彗星”形成潛在的生命成分

科學家用類似於太空中的輻射轟擊彗星狀冰,創造了生命的關鍵組成部分

透過烹製人造彗星,科學家們首次形成了生命所必需的關鍵糖類。透過創造類似於歐洲航天局羅塞塔任務探測到的冰(該任務首次在彗星上著陸),科學家們能夠產生核糖,一種作為RNA重要成分的糖,而RNA是生命的重要成分。

尼斯索菲亞安提波利斯大學的副科學家科妮莉亞·邁納特透過電子郵件告訴Space.com:“有證據表明存在一個‘RNA世界’——地球生命早期RNA是唯一遺傳物質的時期。” 邁納特領導了實驗,用類似於彗星在太陽系早期可能接收到的輻射劑量照射實驗室生產的冰狀物質,從而產生了核糖。

邁納特說:“在益生元演化的某個階段,核糖的可用性對於生命的開始是必要的。” [觀看:彗星 - 來自太陽系外的生命種子]


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烹製彗星

地球上的生物體由DNARNA組成——遺傳物質控制著生物體的物理構成。自它們被發現以來,它們的產生一直是一個長期存在的問題,它們所包含的重要分子的起源也是如此。許多這些分子無法在地球形成的太陽系高溫中存活下來,因此科學家懷疑,在較冷區域形成但向內移動的彗星,可能在撞擊地球時輸送了有機物質

為了驗證這一理論,邁納特和她的同事們再現了羅塞塔的菲萊著陸器在2014年降落在67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星上時探測到的冰。在實驗室中,他們在邁納特所稱的“真實的宇宙物理條件”下——換句話說,在真空中,被低溫包圍——創造了星際冰。然後,他們用模擬年輕太陽能量的輻射轟擊樣本,年輕太陽比今天的太陽活躍得多,以及來自銀河系其他地方的宇宙射線。冰中的一些物質蒸發了,而剩餘的物質則產生了有機殘留物。對這種殘留物進行取樣,不僅發現了糖類,還發現了氨基酸、醇類和其他物質。

邁納特說:“我們面對的是一個非常複雜的樣本,其中包含種類繁多的分子。因此,鑑定單個化合物非常困難。”

透過將解析度高於先前技術使用的儀器與最佳化的方法相結合,以選擇性地檢測和提取糖和糖相關分子,該團隊克服了這些挑戰,從而檢測到核糖和其他糖類的數量比先前估計的要多。科學家們認為該物質是太空中發現的凝結冰的“主要分子成分”。

這項研究於4月7日發表在《科學》雜誌上。

來自彗星的生命成分?

菲萊訪問67P彗星時,它攜帶了一個彗星取樣和成分實驗(COSAC)儀器,該儀器採用氣相色譜儀(GC)分析物質,並採用質譜儀(MS)測量其質量。COSAC在彗星上檢測到16種有機物,但沒有一種是任務規劃者希望看到的糖類和氨基酸。

COSAC的共同研究員烏韋·邁爾亨裡希透過電子郵件告訴Space.com:“在降落在67P彗星後,我們試圖採用COSAC的完整GC-MS模式,這將對氨基酸和糖分子足夠敏感。” 邁爾亨裡希是尼斯索菲亞安提波利斯大學的教授,也是該研究的共同作者。

但菲萊的著陸並不順利;這個小型航天器沒有錨定在彗星上,而是在其表面彈跳。結果,COSAC和其他儀器無法執行他們計劃的所有實驗。

邁爾亨裡希說:“由於菲萊的‘垂直著陸位置’出乎意料,我們沒有從菲萊的鑽探和分配系統中獲得足夠的樣本。”

然而,實驗揭示了演化後的冰與隕石之間比之前懷疑的更密切的關係。在一些隕石中發現了有機物質,隕石和彗星都被認為是地球水的可能來源地球的水

邁爾亨裡希說:“我們認為,隕石中發現的有機物與彗星中的有機物是透過非常相似的初始反應形成的。”

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