生命起源于恒星?科学家在恒星中,发现构成生命的分子!

2024-05-13

1. 生命起源于恒星?科学家在恒星中,发现构成生命的分子!


生命起源于恒星?科学家在恒星中,发现构成生命的分子!

2. 在小行星表面,研究人员首次发现了与生命起源至关重要的有机物质

沿着我们进化树枝桠,一直追溯到数十亿年前的原始起源,您会发现我们所有人都起源于富含有机化学物质的尘埃。
     
 半个多世纪以来,这种有机尘埃的来源一直是争论的话题。现在,研究人员已经在S型小行星表面上找到了地球上生命必不可少的有机物质的第一个证据。
  
 最近,一个国际研究人员团队对日本太空总署(JAXA)早在2010年进行的隼鸟号飞行任务从小行星丝川(Itokawa)带回的一种颗粒进行了深入分析。 
     
 地球上的大多数陨石都来自像丝川(Itokawa)这样的S型小行星,因此了解它可能包含了地球上生命的重要成分,这是我们对如何形成生命条件的理解的重要一步。迄今为止,大多数有机物质研究都集中在富含碳(c级)的小行星上。
  
 研究小组对样本进行了研究,发现来自小行星本身的有机物质已经在极端条件下随时间演变——吸收了来自其他来源的水和有机物质。
  
 这与地球上发生的过程相似,并且可以帮助我们更好地了解地球生物化学的最早形式可能只是许多小行星内部化学反应的延伸。
     
 伦敦皇家霍洛威大学的地球科学家Queenie Chan说:“这些发现真是令人激动,因为它们揭示了小行星 历史 的复杂细节,以及它的演化途径与地球益生元的相似之处。”
  
 进化模型可以将我们带回大约35亿年的时代,那时生命只不过是竞争性核酸序列而已。再往前走一步,我们不得不考虑氢、氧、氮和碳等元素如何结合形成令人惊奇的复杂分子,这些分子能够自我排列成行为类似RNA、蛋白质和脂肪酸的物质。
     
 在1950年代,由于研究人员首先考虑了一个棘手的问题,即较简单的成分如何自发地烹制有机汤,实验表明,地球表面的条件可能会起到足够的作用。
  
 将近七十年后,我们的注意力转向了聚集在像我们这样的世界中的岩石内部的缓慢而稳定的化学过程。
  
 证据并不难获得。现在很清楚,数十亿年前稳定的岩石和冰雨可能将氰化物、糖核糖,甚至氨基酸分子以及大量的水输送到地球表面。
     
 但是,陨石的化学物质可能被地球上的物质污染的程度仍存在一些疑问。
  
 自隼鸟号十年前返回以来,已经从其有效载荷中提取了900多个原始小行星尘埃,并将其存储在日本太空总署(JAXA)洁净室中。对有机化学迹象的研究不到10个,但发现它们全部包含主要由碳组成的分子。
  
 丝川是所谓的石质(或硅)类小行星,或S级。在对它的材料进行早期研究之后,它也被认为是普通的球粒陨石——一种相对未经修改的太空岩石,代表着内太阳的系更原始的状态。
     
 鉴于这些类型的小行星占了撞击我们星球的矿物的很大一部分,而且一般认为它们并不含有太多的有机化学成分,至少可以说,这些早期的发现是耐人寻味的。
  
 Chan和她的同事只取了其中一粒尘埃,一种30微米宽的粒子,形状有点像南美洲大陆,并对其组成进行了详细分析,包括研究其含水量。他们发现了各种各样的碳质化合物,包括明显地外起源的无序多芳族分子的迹象,以及石墨的结构。
  
 "经过一个国际研究小组的详细研究,我们对一种名为'亚马逊'的单一谷物的分析,将原始(未加热)和加工(加热)有机物都保存在10微米(千分之一厘米)的距离内,"Chan说,“被加热的有机物表明小行星过去曾被加热到600 C以上。未加热的有机物的存在,意味着原始有机物在行星冷却后到达了丝川的表面。”
     
 丝川有一段令人兴奋的 历史 ,那就是岩石经过数十亿年的无休止地漂浮在太阳周围,再也没有比这更好的了,它经过太阳良好的烘烤、脱水后,再经过新的物质涂层进行水化处理。
  
 尽管它的故事并不像我们自己星球的 历史 那么令人兴奋,但小行星的活动确实将太空中有机物质的烹饪描述为一个复杂的过程,并且不仅限于富含碳的小行星。
     
 去年下半年,隼鸟号2号(Hayabusa2)返回了一个名为龙宫(Ryugu)的c级近地小行星样本。将其有效负载的内容与其前身的内容进行比较,无疑将有助于人们进一步了解有机化学如何在太空中演化。
  
 生命起源及其在地球上看起来独特的问题是我们将在很长一段时间内寻求答案的问题。但是,每一个新发现都指向一个故事,一个令科学家们痴迷的故事。#小行星#
  
 这项研究发表在《科学报告》上。

3. 原恒星的发现过程

一种最新技术的电脑模拟提供了人们迄今最为详尽的有关宇宙中第一批星球是如何开始存在的画面。这种电脑模拟是由Naoki Yoshida 在美国和日本的同事研发的,它所模拟的星球形成披露了星球形成前的气团是如何在早期宇宙中以较简单的物理学方式实际地演变并形成一颗原恒星。原恒星是一种巨大星球的早期阶段。了解这些原始星球是如何演变的非常重要,因为它们的形成以及最终的爆炸为接踵而来的星球的产生提供了种子。它们可能会教导我们有关宇宙中生命和行星起源的有关知识。这种新的电脑模拟被Volker Bromm 在一则相关的Perspective 中称作“宇宙的Rosetta Stone”,显示了这种原恒星可能会演化为一颗能够合成重元素的巨大的恒星,其时间不仅仅是在较后世代的星球中,而且还可在宇宙大爆炸发生之后不久。人们需要更强有力的电脑、更多的物理数据及一个更大的范围来进行进一步的演算和模拟,但研究人员希望最终能够将这一模拟扩展到核反应启动的那一点上——即当星状物体变成一颗真正的恒星的那一刻。也有人更严格地把原恒星定义为这样一种天体:它的主要能源既不像主序星来自氢燃烧,也不像主序前恒星靠准流体静力学收缩,释放引力能,而是来自下落物质的吸积。恒星孕育和诞生于气体-尘埃云中,光学望远镜难以探测,寻找原恒星成为红外天文学的重要任务。红外天文卫星发现的红外源中,有些可能是仍然在吸积星云物质的真正原恒星。大爆炸后的宇宙空间充满了大致均匀的星际物质。这些物质中的一些不稳定的因素(主要是引力)慢慢地引起星际云中物质密度的变化,导致一个或几个“引力中心”的出现。这些“引力中心”的引力作用使周围的物质向其中心坠落。物质以越来越快的速度被吸收,这些物质的引力势能转化为热能,致使原恒星中心的温度持续的升高。当温度达到六七百万度的时候,“质子——质子”的聚变核反应被点燃。当温度升到一千多万度时,恒星中心的核反应稳定地进行。至此,恒星的原恒星阶段结束,主序星阶段开始。

原恒星的发现过程

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