天体物理学家在形成行星的星际尘云之间找到可形成生命的有机分子结构单元

着手于绘制宇宙间生命的结构单元分布的天体物理学家，已在注定会成为未来的恒星系统的尘云之间，找到潜伏其间的前驱物分子。 这个发现暗示着地球可能终究不是那么特别。 毕竟，在外头的许多其他世界都可能有同样的管道，来获取我们所拥有的、能形成生命的化合物。

形成生命的关键

英国里兹大学（University of Leeds）中进行此研究的天体化学家凯瑟琳·沃许博士（Catherine Walsh）说：「这个研究的关键结果显示说，需要用来在地球上发展出生命的相同成分亦能在其他恒星附近被找到。 很有可能，需要在行星上开启生命的分子，在所有形成行星的环境中都很容易获得。」

就其所有灿烂的多样性而言，地球上所有的生命都是由相同的混合配方所打造的，而此混合配方是由常温水中的有机分子与矿物质所组成的。

超过半个世纪以来，研究人员一直忙于寻找一个谜题的解答，此谜题就是这个以碳为主体的化学汤底，到底是如何从一些包含氢与氮的少量元素中所成形的。

最近的发现显示，地球原始的生物化学可能是由恒星之间的化学过程所开始的，甚至是超出恒星之间的化学过程，这使得说，推测整个银河系中生命应该是很普遍的变得太过于诱人了。

但是，根据带领此研究的、里兹大学的天体物理学家约翰·埃里博士（John Ilee）所述：「许多我们发现这些复杂有机分子的环境，都与我们认为行星形成的地点与时间上相差甚远。 我们想要了解更多关于这些分子实际上到底存在于行星诞生之处，即原行星盘（protoplanetary disk）的何处，以及存在有多少的量。」

观察目标

埃里博士领导了来自全球的天体物理学家团队，来绘制在遥远的尘云及岩石之间，一些生物化学上的主要前驱物的位置，而这些尘云与岩石最终会形成为崭新的恒星系统。 这是其中一项「说比做还容易」的任务，不仅要找到不会到太远而能够分析的原行星盘以外，它们还须倾斜特定的角度，如此一来整个旋转材料的盘才能够被最完整地被观察。

藉由使用位于智利北部的阿塔卡玛沙漠（Atacama Desert）中的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，ALMA），埃里博士与他的团队聚集了来自数个原行星盘的光，藉此寻找多种有机分子的波谱特性（spectral signature）。

在一项研究中，研究人员研究了两种重要有机化合物的比例，氰化物（cyanide）与氰化氢（hydrogen cyanide）。 讽刺地是，对于一种如此毒的物质而言，氰化氢却被认为是在形成生命的化学中，作为碳与氮的原始来源。 藉由测量新诞生恒星周围的材料云雾中氰化氢的浓度，可以帮助科学家更佳了解恒星辐射间的相互作用，以及这种可能很重要材料的分布。

随着复杂的程度向上，科学家们亦绘制了五个原行星盘中，三种体积更大的分子的分布图。 这些化合物，也就是氰基乙炔（cyanoacetylene，HC3N）、乙腈（acetonitrile，CH3CN）以及环丙烯亚基（cyclopropenylidene，c-C3H2），过去都有在我们的太阳系中被发现，也有出现在更遥远的原行星盘中。

绘制出这些化合物的密度以及分布能够让我们有自信地说，在新兴恒星系统中的有机材料贮存库与我们自己的太阳系的有机材料库或多或少相当相似。

宇宙生命的可能性

这些特别的前驱分子的波谱指纹暗示着，它们倾向集中于原行星盘的内部区域中。 而且，它们的量比起目前模型预测的量还要高达100倍。 换句话说，以地球上少量的水来创造生命的那些有机尘土混合物并不是真的那么的特别。

当然，要让生命能够繁荣，所需的比肥沃的土壤还要更多。 某种液态的溶剂也会有帮助，例如水。 同样地，从附近狂暴的恒星吹来的炽热辐射若暂停一下也会有帮助。

但是，考虑到单单在我们的银河系中，就有多少颗恒星可能孕育着具有促进化学进化所需的良性条件的行星，知道它们的泥浆可能具有所有所需的结构单元，让生命有很大的机会开始产生，光这一点就令人感到欣慰。

引用数据 ：

McRae, M., (2021, September 17). Building Blocks for Life Have Been Found Within Planet-Forming Dust Clouds. ScienceAlert
Ilee, J. D. et al., (2021, September 15). Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). IX. Distribution and Properties of the Large Organic Molecules HC3N, CH3CN, and c-C3H2. Cornell University. arXiv:2109.06319v2
图片来源：https://www.sciencealert.com/building-blocks-for-life-has-been-mapped-in-the-dust-destined-to-give-birth-to-new-worlds（图：M.Weiss/Center for Astrophysics /Harvard & Smithsonian）

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