太空尘埃中生命原材料的发现

2021年3月16日22:50:27科学探索70阅读模式

文章来源:原则

科学家认为,一些特定的分子成分对生命至关重要,例如水和碳,这是明显的例子。了解太阳系诞生时与水有关的化学反应,为了解有机化合物如何通过水的作用演变成越来越复杂的大分子提供了重要的视角。然而,为了进行这样的研究,研究人员需要使用来自太空的天体材料样本。

每天都有50到150颗重量超过10克的陨石撞击地球表面。这些微小的岩石可能携带着与太阳系演化相关的化学线索。但是,一旦它们进入地球大气层,特别是撞击地球表面后,这些岩石就会受到污染。

所以,要真正了解太阳系诞生时就存在的地外水和有机物的真实性质和演化,就必须能够直接分析原始的天体物质,只有这些样品才能保留物质的物理、化学、有机等性质的固有状态。近年来,虽然一些研究在小行星和其他天体上发现了水和有机物,但科学家仍然缺乏直接证据来表明有机物是如何以及何时在太阳系的岩石天体上形成的。

最近,一个国际科学家小组分析了一颗名为丝川25143的岩石小行星带回地球的尘埃粒子,发现丝川表面出现了水和有机物。这是小行星上存在有机物的第一个直接证据。研究人员在《科学报告》发表了这个结果。

2003年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的隼鸟号飞往近地小行星石川,目的是从这颗小行星上收集灰尘样本。经过两年的飞行,隼鸟于2005年在低地球轨道拦截了四川,并在四川上空约20公里的位置进行了为期6周的远距离观测。

之后,隼鸟潜入小行星表面,成功“猎杀”小行星上的尘埃。2010年,隼鸟带着数以千计珍贵且未受污染的地外尘埃粒子安全返回地球。到2012年,这些粒子已经被小心地分配给全世界的科学家。这些颗粒的直径在10到200微米之间,大多数颗粒的直径在50微米以内。

分析如此微小的粒子并不容易。它需要非常精细的操作。研究人员需要借用针尖来拾取它们。这些微粒只能靠静电附着在针上,轻轻一呼吸就很容易被永远吹走。此外,研究人员必须确保这些粒子在研究过程中不会被地球污染。

微小小行星的尘埃只能通过玻璃针的操纵进行分析处理。|图片来源:ISASJAXA

在以往的一些研究中,不同的科研团队来回对不到10个四川粒子进行了有机分析。从这些分析中,研究人员发现了水和有机物。然而,他们无法确定这些有机物和水的确切来源。它们与陆地岩石中的有机物和水无法区分。

但是新研究所分析的粒子就不一样了。它看起来像南美洲,被科学家称为“亚马逊”。研究人员发现亚马逊河中含有有机物,并通过同位素分析证实这些物质来自地球之外。

研究人员认为,亚马逊上有两种可能的有机物来源,——,产于四川(内源);或者在其他地方产生,然后输送到石川(外源)表面。他们在亚马逊发现了原始的、未加热的有机物,以及必须加热到600才能产生的石墨化有机物。这两种有机物之间的距离只有10微米。有迹象表明,在被灾难性地撞成碎片之前,四川一定属于一颗直径至少40公里的更大的小行星。这颗较大的小行星的一些碎片重组形成了四川。

受热的有机物来自较大的小行星内部的高温,而未受热的有机物则是碳质陨石或太空尘埃落在丝卡瓦诺埃上留下的。四川的水也是这样:在加热过程中流失,加热平息后再从外界水复水。

这些发现清楚地表明,四川以及太阳系中的许多其他小行星,可以在不同的阈值下,以不同的方式,在数亿年内演化出水和有机物。知道了这些信息,科学家就可以推断出地球表面的化学物质在地球上出现生命之前的很长一段时间里是如何进化的。到那时,科学家们可能会意识到,我们的地球——,它承载着宇宙中的智慧生命,是类似天体相互作用的结果。

#创意团队:

编译:北斗二号

#参考来源:

https://the conversation.com/how-小行星-尘埃-held-us-proven-lifes-raw-components-can-evolution-in-external-space-156712

https://www.nature.com/articles/s41598-021-84517-x#citeas

https://www . science direct.com/science/article/ABS/pii/0016703796001251

https://www . ifl science.com/space/preferences-to-life-found-on-both-a-a-a-a-a-comet/

#图像来源:

封面图片:ISASJAXA

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