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NASA在小行星“龙宫”上发现有机分子 加强了地外生命成分的理论
发布日期:2023-02-27 18:37:43  稿源:cnBeta.COM

根据美国宇航局和国际团队对日本的隼鸟2号航天器从小行星表面送来的样本进行的初步分析,小行星龙宫有丰富的有机分子。这一发现为以下观点提供了支持:来自太空的有机材料为生命所需的化学成分的保存和运输做出了贡献。

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这张概念图说明了在日本的隼鸟2号航天器收集的龙宫小行星样本中发现的有机分子类型。有机物是所有已知的陆地生命形式的组成部分,包括由碳与氢、氧、氮、硫和其他原子结合而成的各种各样的化合物。然而,有机分子也可以由非生命过程产生,如小行星的化学反应。资料来源:NASA/JAXA/Dan Gallagher

有机分子是所有已知的陆地生命形式的组成部分,由碳与氢、氧、氮、硫和其他原子结合而成的各种化合物组成。然而,有机分子也可以通过不涉及生命的化学反应来制造,支持小行星中的化学反应可以制造一些生命成分的假设。

美国宇航局的科学家Heather Graham从她在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的同事那里收到一批小行星龙宫的样品。小行星162173龙宫是一堆富含碳元素的瓦砾,其轨道经过地球和火星之间,其形状类似于一个一公里宽的旋转陀螺。科学家们认为,龙宫含有来自太阳系黎明时期的原始有机物质--而且它可能拥有生命形成和进化的线索。这就是为什么日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)派遣隼鸟2号航天器研究龙宫并收集样本,并在2020年12月将其送到澳大利亚内陆地区。现在,美国宇航局的科学家Heather Graham从她的JAXA同事那里收到了一箱龙宫的"宝物",将早期太阳系的遗迹带到了地球上的一个实验室。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

生化前化学科学试图发现可能产生生命的化合物和反应,而在样品中发现的生化前有机物中,有几种氨基酸。某些氨基酸被陆地上的生命广泛使用,作为构建蛋白质的成分。蛋白质对生命来说是必不可少的,因为它们被用来制造加速或调节化学反应的酶,以及制造从微观到大型的结构,如动物的头发和肌肉。该样本还含有许多在液态水存在下形成的有机物类型,包括脂肪族胺、羧酸、多环芳烃和含氮杂环化合物。

日本福冈九州大学的Hiroshi Naraoka说:"尽管小行星表面有太阳加热和紫外线照射造成的恶劣环境,以及高真空条件下的宇宙射线照射,但小行星表面仍然存在着前生物分子,这表明龙宫的最上层表面颗粒有可能保护有机分子。这些分子可以被运送到整个太阳系,在被撞击或其他原因从小行星的最上层抛出后,有可能作为行星际尘埃颗粒散布。"Naraoka是2月24日在线发表在《科学》杂志上的有关这项研究的论文的主要作者。

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日本九州大学的Hiroshi Naraoka在无尘室(ISO5,1000级)内的无尘台上(ISO6,100级)进行龙宫样品的溶剂提取。资料来源:JAXA

"到目前为止,来自龙宫的氨基酸结果大多与在某些类型的富碳(碳质)陨石中看到的一致,这些陨石在太空中暴露于最多的水,"位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的Jason Dworkin说,他是该论文的共同作者。

"然而,在一些富含碳的陨石中发现的糖和核碱(DNA和RNA的组成部分),尚未在从龙宫返回的样品中被发现,"美国宇航局戈达德的丹尼尔-格拉文说,他是该论文的共同作者。"这些化合物有可能存在于小行星龙宫中,但鉴于可供研究的样品质量相对较小,所以低于我们的分析检测极限。"

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分配给日本宇宙航空研究开发机构的Hayabusa2初始分析可溶性有机物小组的龙宫谷粒的聚集体样品(A0106),用于各种有机分子分析。资料来源:JAXA

隼鸟2号航天器于2019年2月22日收集了这些样本,并于2020年12月6日将其送到地球。它们于2021年7月在日本被提取,并于2021年秋季在戈达德进行分析。为国际可溶性有机物分析小组分配了极少量的样品(30毫克或约0.001盎司)。样品在日本用许多不同的溶剂提取(像茶叶一样),并在日本、戈达德和欧洲的实验室中使用像法医实验室中的仪器进行分析。

这项工作是对龙宫样品的首次有机分析,这些样品将被研究多年。"当美国宇航局的OSIRIS-REx任务在2023年将龙宫样品送回地球时,我们将对龙宫的样品和小行星贝努的样品进行直接比较,"Dworkin说。"OSIRIS-REx预计将从贝努返回更多的样本质量,并将提供另一个重要的机会,在一个富含碳的小行星上寻找生命的微量有机构件。"

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