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甘氨酸可早於天體形成

時間:2020-11-20 10:20:46 來源:科技日報

甘氨酸是結構最簡單的氨基酸,也是生命重要的組成部分。荷蘭萊頓天文台天體物理實驗室的天體物理學家和天體化學模型師組成的國際團隊表明,甘氨酸的形成可以早於行星和恆星的形成。研究結果發表於16日的《自然·天文學》雜誌。

       研究發現,本次產生的甘氨酸在實驗室模擬太空化學的惡劣條件下形成,這意味着其很可能在密集的星際雲中形成,然後星際雲才轉化為新的恆星和行星。在沒有能量的情況下,甘氨酸可能通過“暗化學”在結冰的塵埃顆粒表面形成。新的發現為地球上氨基酸的宇宙起源提供了有力的證據。

       這篇文章的主要作者、英國倫敦瑪麗女王大學的塞爾吉奧·約波羅博士説:“暗化學指的是不需要高能輻射的化學。在實驗室裏,我們能夠模擬黑暗星際雲中的條件,在那裏,寒冷的塵埃顆粒被薄薄的冰層覆蓋,隨後通過撞擊原子進行處理,從而導致前體物質碎裂,活性中間體重新結合。”

       彗星是太陽系中最原始的物質,研究彗星有助於瞭解太陽系的原始化學組成與狀態。在67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星的彗發和從“星塵”任務返回地球的樣本中檢測到的甘氨酸表明,甘氨酸在恆星形成很久之前就已經存在了。然而,直到近期,人們還認為甘氨酸的形成需要能量,這對甘氨酸形成的環境設置了明確的限制。此前的研究表明,需要紫外線輻射才能產生這種氨基酸。

       科學家們首先證明,在67P彗星的彗發中檢測到的甘氨酸前體物質——甲胺,是可以形成的,它可以算作是甘氨酸的“原材料”。然後,科學家使用超高真空裝置、一系列原子束線和診斷工具確認:甘氨酸也可以形成,並且水冰的存在在這個過程中是必不可少的。

       荷蘭奈梅亨大學的赫爾瑪·庫本教授負責這篇論文中的一些建模研究,他説:“由此我們發現,隨着時間的推移,在空間中可以形成少量但數量可觀的甘氨酸。”

       “在恆星形成區域的演化中,甘氨酸的形成如此之早,這意味着這種氨基酸在太空中隨處可形成,並在彗星和星子出現之前保存在冰中。”約波羅博士總結道,“一旦形成,甘氨酸也可以成為其他複雜有機分子的前體物質。”按照同樣的機制,其他官能團(決定有機化合物的化學性質的原子或原子團)可以被添加到甘氨酸主幹上,從而在星際暗雲中形成其他氨基酸,如丙氨酸和絲氨酸。最終,這種豐富的有機分子可以存在如彗星等的天體中,也可以被“傳送”到我們的地球和許多其他行星上。

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編輯: 劉坤媛
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