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在冰冷黑暗的太空中漂浮着一颗死气沉沉的星球上,化学反应是如何突然产生生物的,这是科学界最大的问题之一。我们甚至不知道地球上生命的组成分子是在这里创造出来的,还是被彗星和陨石带到这里来的。谈话

使用来自NASA/ESA的数据卡西尼任务,我们现在已经发现分子在土星最大的卫星土卫六上,我们认为这推动了复杂有机化合物的产生。这些分子在太阳系中从未出现过。这一发现不仅使土卫六成为存在某种原始生命的有力竞争者,也使它成为研究生命如何从我们自己的星球上的化学反应中产生的理想地点。

生命的分子组成部分是有机化合物,包括可以在活细胞中组装成蛋白质、RNA和DNA的氨基酸。迄今为止,科学家们已经在陨石、彗星和星际尘埃中发现了这些化合物。但问题是,这些物质是在数百万年前形成的,这意味着我们无法知道它们是如何形成的。

令人兴奋的是,这些化合物似乎正在土卫六上产生。来自土星的阳光和高能粒子磁气圈驱动月球上层大气中的反应,主要由氮、甲烷和氢组成。这些导致较大的有机化合物它们向下漂移,形成了月亮特有的“雾霾”和广泛的沙丘最终到达地表。

为了做出这些惊人的发现,发表在《天体物理学杂志快报》上那时,卡西尼号飞船穿过土卫六的上层大气。利用传回地球的数据,我们确定了被称为“碳链阴离子”的带负电荷分子的存在。这些物质似乎为在月球上观察到的更大的有机化合物“播种”——比如聚芳碳氢化合物而且cyanopolynnes——这可能是早期生命形式的关键成分。实验室实验也表明氨基酸可能存在但卡西尼号上的仪器并没有配备探测它们的设备。

像这样带负电荷的分子在太空环境中很少见,因为它们想要与其他分子反应并结合,这意味着它们可以很快消失。然而,当它们出现时,它们似乎是简单分子和复杂有机化合物之间关键的“缺失环节”。

那么土卫六上现在有生命存在吗?这不是不可能的。水柱从土星的另一颗卫星土卫二喷出,提供重要的氧气来源,雨滴落在土卫六的上层大气中。泰坦甚至被认为是最可能的地点行星宜居指数显示,在地球以外的星球上存在生命。但由于那里的寒冷条件,那里的生命可能非常原始。液态甲烷和乙烷海洋的存在也意味着潜在生物的功能必须与地球上的生物完全不同。

追踪地球上的生命

值得注意的是,在太阳系之外的巨大分子云中也观察到了类似的过程,恒星就是在那里诞生的。在宇宙中的第一批恒星进入垂死挣扎并将更重的元素融合在一起之后,丰富的有机化学发生。在这些环境中,带负电荷的分子被证明是形成更大有机物的催化剂,然后这些有机物可以转移到太阳系和由云形成的彗星中。

复杂的星际化学导致了一种理论,即生命的组成部分可能是由曾经在这些分子云中形成的彗星带到地球的。欧洲航天局的罗塞塔任务检测氨基酸甘氨酸访问67P/Churymov-Gerasimenko彗星时。然而,这项新发现使得从简单分子创造生命的过程完全有可能发生在地球上。

土卫六稠密的氮和甲烷大气与25 - 40亿年前的早期地球相似。在这个时候,在氧气形成之前,大量的甲烷形成了与今天在土卫六上观察到的类似的有机化学。因此,在寻找生命起源的过程中,月球是优先考虑的目标。

通过对土卫六进行长期、详细的观察,我们也许有一天能够追踪从小到大的化学物种的旅程,以了解复杂的有机分子是如何产生的。也许我们甚至能够捕捉到从复杂的有机分子到活生物体的突然变化。对土卫六大气的后续观测已经开始使用强大的地面望远镜,比如阿尔玛.进一步探索土卫六的任务也在进行中——关键是这些任务要具备探测生命迹象的能力。

通用驱动程序

我们现在看到土卫六上发生的化学反应与分子云中发生的化学反应相同,这一事实令人着迷,因为它表明了这些过程的普遍性质。现在的问题是,这种情况是否也会发生在其他富含氮和甲烷的大气中,比如冥王星或海王星的卫星海卫一?那么近年来发现的围绕附近恒星运行的数千颗系外行星呢?

通往生命基石的普遍路径这一概念对我们在宇宙中寻找生命的过程中需要寻找的东西具有启示意义。如果我们在另一个环境中探测到土卫六上刚刚看到的分子,我们就会知道那里可能存在更大的有机物和氨基酸。

未来的任务,如美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜和欧空局的系外行星任务柏拉图,将进一步研究太阳系内和围绕附近恒星运行的行星的这些过程。英国甚至在计划自己的系外行星探测任务,闪烁,它也会搜索有机分子的特征。

虽然我们还没有探测到生命本身,但在土卫六、彗星和星际介质中存在的复杂有机分子意味着我们肯定接近于发现生命的起源。这一切都要归功于卡西尼号近20年的探索之旅。所以,想想这艘宏伟的飞船吧,因为它将在9月以决赛结束它的任务death-plunge进入土星大气层。

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