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甘氨酸可早于天体形成

时间:2020-11-20 10:20:46 来源:科技日报

甘氨酸是结构最简单的氨基酸,也是生命重要的组成部分。荷兰莱顿天文台天体物理实验室的天体物理学家和天体化学模型师组成的国际团队表明,甘氨酸的形成可以早于行星和恒星的形成。研究结果发表于16日的《自然·天文学》杂志。

       研究发现,本次产生的甘氨酸在实验室模拟太空化学的恶劣条件下形成,这意味着其很可能在密集的星际云中形成,然后星际云才转化为新的恒星和行星。在没有能量的情况下,甘氨酸可能通过“暗化学”在结冰的尘埃颗粒表面形成。新的发现为地球上氨基酸的宇宙起源提供了有力的证据。

       这篇文章的主要作者、英国伦敦玛丽女王大学的塞尔吉奥·约波罗博士说:“暗化学指的是不需要高能辐射的化学。在实验室里,我们能够模拟黑暗星际云中的条件,在那里,寒冷的尘埃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,活性中间体重新结合。”

       彗星是太阳系中最原始的物质,研究彗星有助于了解太阳系的原始化学组成与状态。在67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的彗发和从“星尘”任务返回地球的样本中检测到的甘氨酸表明,甘氨酸在恒星形成很久之前就已经存在了。然而,直到近期,人们还认为甘氨酸的形成需要能量,这对甘氨酸形成的环境设置了明确的限制。此前的研究表明,需要紫外线辐射才能产生这种氨基酸。

       科学家们首先证明,在67P彗星的彗发中检测到的甘氨酸前体物质——甲胺,是可以形成的,它可以算作是甘氨酸的“原材料”。然后,科学家使用超高真空装置、一系列原子束线和诊断工具确认:甘氨酸也可以形成,并且水冰的存在在这个过程中是必不可少的。

       荷兰奈梅亨大学的赫尔玛·库本教授负责这篇论文中的一些建模研究,他说:“由此我们发现,随着时间的推移,在空间中可以形成少量但数量可观的甘氨酸。”

       “在恒星形成区域的演化中,甘氨酸的形成如此之早,这意味着这种氨基酸在太空中随处可形成,并在彗星和星子出现之前保存在冰中。”约波罗博士总结道,“一旦形成,甘氨酸也可以成为其他复杂有机分子的前体物质。”按照同样的机制,其他官能团(决定有机化合物的化学性质的原子或原子团)可以被添加到甘氨酸主干上,从而在星际暗云中形成其他氨基酸,如丙氨酸和丝氨酸。最终,这种丰富的有机分子可以存在如彗星等的天体中,也可以被“传送”到我们的地球和许多其他行星上。

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编辑: 刘坤媛
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