小行星撞击是否引发了生命“左手性”分子?

研究人员表示,地球生命对偏向一种而非另一种分子的神秘偏好,可能是由于恒星和行星形成云中光线的照射方式造成的

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如果正确,研究人员的发现表明,地球生命分子最初可能来自宇宙中的其他地方。

构成地球生命基础的有机分子通常是手性的,这意味着它们以两种互为镜像的形式存在,就像左右手看起来相同,但却是彼此相反的版本。

奇怪的是,构成地球蛋白质的氨基酸几乎都是“左手性”的,即使制造右手性的氨基酸应该同样容易。科学家表示,解开生命为何偏好一种手性而非另一种的谜团,可能有助于揭示生命的起源。[关于生命起源的7个理论]


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这种偏好的一个可能原因是太空中照射到这些分子的光线。可以将所有光波视为螺旋钻,它们可以向一个方向或另一个方向扭曲,这种特性称为圆偏振。一种圆偏振光可以优先破坏具有一种手性的分子,而另一种圆偏振光可能会抑制另一种手性。

为了了解外层空间中圆偏振光的程度,天文学家使用位于南非天文台的望远镜探测了横跨天空广阔视野(大约相当于月球四分之一直径)的光线偏振程度。

科学家们专注于位于天蝎座,距离地球约 5,500 光年的猫爪星云。该星云是银河系中已知最活跃的恒星形成区域之一。

研究人员发现,来自该星云的光线中,高达 22% 是圆偏振光。这是在恒星形成区域中迄今为止看到的最高圆偏振度,这表明圆偏振可能是恒星和行星形成区域的普遍特征。

日本国家天文台的天文学家、研究主要作者权正美(Jungmi Kwon)告诉 SPACE.com:“我们的发现表明,圆偏振在太空中很常见。”

天文学家开发的计算机模拟表明,如此大量的圆偏振是由于恒星周围的尘埃颗粒造成的。星云中的磁场排列了这些尘埃颗粒,散射自这些排列颗粒的光线最终变成圆偏振光——磁场一侧的尘埃使其散射的光线具有一种圆偏振,而另一侧的颗粒则具有相反的效果。

权正美说:“直到现在,圆偏振的起源尚不清楚,圆偏振基本上被认为是一种罕见的特征。”

星云内部的化学反应可以制造氨基酸。这些分子最终会根据照射到它们的光线而具有一定的手性。研究人员认为,左手性氨基酸可能随后通过搭乘太空岩石“雨降”到地球上,导致一种手性在另一种手性中占据主导地位。

权正美说:“太空中圆偏振产生的左手性氨基酸可以通过陨石传递。”

研究人员将继续寻找其他恒星和行星形成区域中的圆偏振。他们于 3 月 1 日在《天体物理学杂志快报》上详细介绍了他们的发现。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. 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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