生命的构成要素可以在星辰很久之前就形成在星际云中

来自欧洲宇航局Hershel太空天文台的这张引人注目的红外图像照亮了猎户座剑尘土飞扬的一面。这个巨大的星云是最接近的恒星形成大区域，位于猎户座星座约1,500光年。

一个国际科学家团队已经证明，最简单的氨基酸和重要的生命组成部分甘氨酸可以在控制太空化学的苛刻条件下形成。

研究结果发表在自然天文学上，表明甘氨酸和其他氨基酸很可能在密集的星际云中形成，然后才转化为新的恒星和行星。

彗星是我们太阳系中最原始的物质，反映了我们的太阳和行星即将形成时存在的分子组成。在67P / Churyumov-Gerasimenko彗星昏迷中以及从星尘任务返回地球的样品中检测到甘氨酸的现象表明，氨基酸（例如甘氨酸）早于恒星形成。然而，直到最近，人们还认为甘氨酸的形成需要能量，这对可形成甘氨酸的环境设定了明确的限制。

在这项新的研究中，国际天体物理学家和天化学模型师团队主要在荷兰莱顿天文台的天体物理学实验室工作，他们表明，在没有能量的情况下，甘氨酸可能在冰冷的尘埃颗粒表面形成。 ，通过“黑暗化学”。这一发现与先前的研究相矛盾，前者认为产生该分子需要紫外线辐射。

伦敦玛丽皇后大学的Sergio Ioppolo博士说：深色化学是指不需要高能辐射的化学。在实验室中，我们能够模拟暗星际云中的条件，其中冷尘颗粒被薄薄的冰层覆盖，随后通过撞击原子进行处理，从而导致前体物质碎裂，反应性中间体重新结合。

科学家首先表明，会形成甲胺，这是在彗星67P昏迷中发现的甘氨酸的前体物质。然后，使用独特的超高真空装置，配备一系列原子束线和精确的诊断工具，他们能够确认也可以形成甘氨酸，并且在此过程中水冰的存在至关重要。

使用天化学模型进行的进一步研究证实了实验结果，并使研究人员能够将仅一天的典型实验室时间尺度上获得的数据外推到星际条件，从而弥合了数百万年的历史。“从中我们发现，随着时间的推移，太空中会形成少量但大量的甘氨酸，”奈梅亨拉德布德大学的赫玛·库彭教授说，他负责论文中的一些建模研究。

莱顿天文台天体物理实验室主任哈罗德·林纳兹说：“这项工作的重要结论是，被认为是生命的构成要素的分子已经在恒星和行星形成开始之前的某个阶段就形成了。”“在形成恒星的区域中如此早地形成甘氨酸意味着该氨基酸可以在太空中更普遍地形成，并且在包含在彗星和小行星中之前被保存在冰块中，而彗星和小行星才是最终构成行星的物质”被制造出来。

“一旦形成，甘氨酸也可以成为其他复杂有机分子的前体，” Ioppolo博士总结道。遵循相同的机理，原则上可以将其他官能团添加到甘氨酸骨架上，从而导致在太空中乌云中形成其他氨基酸，例如丙氨酸和丝氨酸。最后，这种丰富的有机分子存量像彗星一样被包含在天体中，并传递到了年轻的行星上，就像发生在我们地球和许多其他行星上一样。

参考：S. Ioppolo，G。Fedoseev，K.-J。“星际介质中甘氨酸形成的非能量机制”。庄HA.R. Cuppen Clements，M.Jin，R.T.加罗德（Garrod），卡西姆（D.Qasim），科夫曼（V.Kofman），范·迪索克（Van Dishoeck）和林纳兹（H.Linnartz），2020年11月16日，自然天文学.DOI：10.1038 / s41550-020-01249-0