实验室培育的“彗星”形成潜在的生命成分

科学家用类似于太空中的辐射轰击彗星状冰,创造了生命的关键组成部分

通过烹制人造彗星,科学家们首次形成了生命所必需的关键糖类。通过创造类似于欧洲航天局罗塞塔任务探测到的冰(该任务首次在彗星上着陆),科学家们能够产生核糖,一种作为RNA重要成分的糖,而RNA是生命的重要成分。

尼斯索菲亚安提波利斯大学的副科学家科妮莉亚·迈纳特通过电子邮件告诉Space.com:“有证据表明存在一个‘RNA世界’——地球生命早期RNA是唯一遗传物质的时期。” 迈纳特领导了实验,用类似于彗星在太阳系早期可能接收到的辐射剂量照射实验室生产的冰状物质,从而产生了核糖。

迈纳特说:“在益生元演化的某个阶段,核糖的可用性对于生命的开始是必要的。” [观看:彗星 - 来自太阳系外的生命种子]


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烹制彗星

地球上的生物体由DNARNA组成——遗传物质控制着生物体的物理构成。自它们被发现以来,它们的产生一直是一个长期存在的问题,它们所包含的重要分子的起源也是如此。许多这些分子无法在地球形成的太阳系高温中存活下来,因此科学家怀疑,在较冷区域形成但向内移动的彗星,可能在撞击地球时输送了有机物质

为了验证这一理论,迈纳特和她的同事们再现了罗塞塔的菲莱着陆器在2014年降落在67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星上时探测到的冰。在实验室中,他们在迈纳特所称的“真实的宇宙物理条件”下——换句话说,在真空中,被低温包围——创造了星际冰。然后,他们用模拟年轻太阳能量的辐射轰击样本,年轻太阳比今天的太阳活跃得多,以及来自银河系其他地方的宇宙射线。冰中的一些物质蒸发了,而剩余的物质则产生了有机残留物。对这种残留物进行取样,不仅发现了糖类,还发现了氨基酸、醇类和其他物质。

迈纳特说:“我们面对的是一个非常复杂的样本,其中包含种类繁多的分子。因此,鉴定单个化合物非常困难。”

通过将分辨率高于先前技术使用的仪器与优化的方法相结合,以选择性地检测和提取糖和糖相关分子,该团队克服了这些挑战,从而检测到核糖和其他糖类的数量比先前估计的要多。科学家们认为该物质是太空中发现的凝结冰的“主要分子成分”。

这项研究于4月7日发表在《科学》杂志上。

来自彗星的生命成分?

菲莱访问67P彗星时,它携带了一个彗星采样和成分实验(COSAC)仪器,该仪器采用气相色谱仪(GC)分析物质,并采用质谱仪(MS)测量其质量。COSAC在彗星上检测到16种有机物,但没有一种是任务规划者希望看到的糖类和氨基酸。

COSAC的共同研究员乌韦·迈尔亨里希通过电子邮件告诉Space.com:“在降落在67P彗星后,我们试图采用COSAC的完整GC-MS模式,这将对氨基酸和糖分子足够敏感。” 迈尔亨里希是尼斯索菲亚安提波利斯大学的教授,也是该研究的共同作者。

但菲莱的着陆并不顺利;这个小型航天器没有锚定在彗星上,而是在其表面弹跳。结果,COSAC和其他仪器无法执行他们计划的所有实验。

迈尔亨里希说:“由于菲莱的‘垂直着陆位置’出乎意料,我们没有从菲莱的钻探和分配系统中获得足够的样本。”

然而,实验揭示了演化后的冰与陨石之间比之前怀疑的更密切的关系。在一些陨石中发现了有机物质,陨石和彗星都被认为是地球水的可能来源地球的水

迈尔亨里希说:“我们认为,陨石中发现的有机物与彗星中的有机物是通过非常相似的初始反应形成的。”

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