研究小組通過(guò)觀察五個(gè)原行星盤瞪醋,來(lái)研究行星形成規(guī)模,結(jié)果在其中發(fā)現(xiàn)了一類叫做氰化物分子的豐度和分布装诡。于是研究人員說(shuō)看到很多氰化氫银受,意味著行星正在形成促進(jìn)生命出現(xiàn)的湯。
有一個(gè)廣泛測(cè)繪項(xiàng)目的20篇論文鸦采,發(fā)表在了《天體物理學(xué)雜志增刊系列》的未來(lái)特刊上宾巍;
并且其中的第一篇論文于9月15日被發(fā)表在了預(yù)印本服務(wù)器arXiv上。
馬薩諸塞州劍橋哈佛大學(xué)的天體化學(xué)家卡林·奧伯格說(shuō):“令人敬畏的是渔伯,在這其中可以分為幾個(gè)部分顶霞,而不是一個(gè)大的答案,我認(rèn)為所有20篇論文都提供了一些不同的謎題锣吼⊙』耄”
對(duì)她來(lái)說(shuō),最令人興奮的發(fā)現(xiàn)之一是一類叫做氰化物的分子的豐度和分布玄叠。
氰化物
氰化物特指具有氰基的化合物古徒,其中碳原子和氮原子通過(guò)三鍵連接。這種三鍵賦予了氰基非常高的穩(wěn)定性读恃,因此它才能作為一個(gè)整體存在于通常的化學(xué)反應(yīng)中描函。
雖然許多關(guān)于生命起源的理論都包括氰化氫的主要作用崎苗,但它通常被認(rèn)為是這個(gè)家族的毒藥。
比較常見(jiàn)的氰化物都是無(wú)機(jī)氰化物舀寓,比如說(shuō)氰化鉀和氰化鈉。它們都有一個(gè)共同點(diǎn)肌蜻,那就是大都含有劇毒互墓,也因此為人們所熟知。此外當(dāng)然還有有機(jī)氰化物蒋搜,它們是由氰基通過(guò)單鍵與另一個(gè)碳原子結(jié)合形成的篡撵。
無(wú)論是有機(jī)氰化物還是無(wú)機(jī)氰化物,他們都具有劇毒豆挽。許多氰化物在加熱或與酸反應(yīng)后育谬,或是在空氣中和組織中釋放出來(lái)的氰化氫或氰化物離子,也都與氰化氫具有相同的劇毒作用帮哈。
雖然它們都是高毒類膛檀,但它們?cè)谧匀唤缰腥匀粡V泛存在,尤其是在生物世界中更多娘侍。氰化物可由某些細(xì)菌咖刃、真菌或藻類產(chǎn)生,并存在于許多食物和植物中憾筏。
當(dāng)然人類的活動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致氰化物的形成嚎杨。汽車尾氣和香煙煙霧中都含有氰化氫,通過(guò)燃燒某些塑料和羊毛也會(huì)產(chǎn)生氰化氫氧腰。
之后人們又發(fā)現(xiàn)太空中也存在氰化氫枫浙,有實(shí)驗(yàn)表明,它是甲烷古拴、氨和水通過(guò)放電產(chǎn)生氨基酸的中間產(chǎn)物箩帚。因此,他還被認(rèn)為是生物以前的有機(jī)物生產(chǎn)中的重要中間產(chǎn)物斤富。
奧伯格說(shuō):“看到很多這樣的氰化氫膏潮,意味著行星正在形成我們希望看到的促進(jìn)生命出現(xiàn)的湯÷Γ”
觀測(cè)過(guò)程
幾年前焕参,奧伯格和她的同事決定在智利使用一臺(tái)阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)望遠(yuǎn)鏡。
該望遠(yuǎn)鏡在行星形成規(guī)模計(jì)劃中油额,可以觀察到作為分子的一部分叠纷,即電磁光譜的射電部分。
研究小組在距地球數(shù)百光年的地方觀測(cè)到了五個(gè)潦嘶,歷史都在一百萬(wàn)到一千萬(wàn)年之間的原行星盤涩嚣。
據(jù)Alma的科學(xué)家稱,不同的化學(xué)物質(zhì)由于他們的形狀和內(nèi)部鍵不同,都以獨(dú)特的方式振動(dòng)航厚,以至于Alma可以捕捉到明顯的特征顷歌。
奧伯格說(shuō)“這些特征意味著它們正處于一個(gè)行星形成活躍的時(shí)代,因?yàn)樾行强梢栽陔x恒星很多不同距離處形成幔睬∶袖觯”
因此,要想建立這些未來(lái)的行星麻顶,重要的是要了解每個(gè)地點(diǎn)的化學(xué)物質(zhì)赦抖。
根據(jù)地圖研究,氰化物集中傾向于圓盤的內(nèi)部和中間平面辅肾,不過(guò)這也正是預(yù)計(jì)行星會(huì)出現(xiàn)的地方队萤。
這一結(jié)果表明,這些地圖不僅可以識(shí)別原行星盤中的特定分子矫钓,還可以識(shí)別它們的位置要尔。
奧伯格補(bǔ)充說(shuō),這種分子只能在含有大量碳的低氧環(huán)境中形成份汗。這表明行星將在富含碳的大氣中誕生盈电,這是對(duì)生物學(xué)有利的另一點(diǎn),因?yàn)樘际怯袡C(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)杯活。
新發(fā)現(xiàn)
地球上的所有生命似乎也恰好是地球與其他行星大碰撞后誕生的匆帚,比如類似水星的“胚胎行星”墜入地球。
通過(guò)研究這些有史以來(lái)最全面的旁钧,關(guān)于新生恒星周圍氣體和塵埃中化學(xué)物質(zhì)類型和位置的地圖發(fā)現(xiàn)吸重,宇宙中可能充滿了生命所需的分子。
因?yàn)楹阈鞘菑木薮蟮臍怏w和塵埃云中誕生的歪今,當(dāng)這些氣體和塵埃在自身重量的作用下坍縮成盤狀結(jié)構(gòu)時(shí)嚎幸。
這些圓盤的中心被摩擦和增加的壓力加熱,直到它們點(diǎn)燃成為聚變恒星寄猩,周圍的物質(zhì)慢慢聚集成越來(lái)越大的塊體嫉晶。
奧伯格告訴《生活科學(xué)》說(shuō):“一段時(shí)間以來(lái),我們知道行星是在年輕恒星周圍的圓盤中形成的田篇,而且這些圓盤中含有用于預(yù)測(cè)行星未來(lái)組成的重要分子替废。”
在其他恒星系統(tǒng)中泊柬,至少也可能有一些有機(jī)生命的基石椎镣,但這并不一定使人類更有可能在其他地方找到生物。
由于生物體需要一定數(shù)量的特定化學(xué)物質(zhì)集才能自發(fā)產(chǎn)生兽赁,而科學(xué)家們現(xiàn)在就生命的秘訣還尚未達(dá)成一致状答。
奧伯格說(shuō)“從生命起源的角度來(lái)看冷守,這是有希望的,但仍有很多工作要做”惊科。
行星科學(xué)家凱瑟琳·阿爾特韋格說(shuō)拍摇,在過(guò)去,人們做了很多努力馆截,去了解形成恒星的云層中的化學(xué)物質(zhì)授翻,并分析小行星和彗星中的分子,而這些分子可能包含行星形成后期的信息孙咪。
但他仍然缺乏一個(gè)確定原行星盤化學(xué)成分的階段,不過(guò)現(xiàn)在該項(xiàng)目的結(jié)果有助于填補(bǔ)未探索的細(xì)節(jié)巡语。
這些發(fā)現(xiàn)還表明翎蹈,在恒星和行星誕生之前,已經(jīng)發(fā)生了大量復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)男公,這表明這些分子來(lái)自星際云荤堪,并廣泛存在于太空中。