在非常年轻的恒星系统中发现潜在的生命构建块

益生元分子甲基异氰酸酯(插图)和已经发现的行星形成云。

ESO /数字化天空调查2 / L. 至Calçada
在非常年轻的恒星系统中发现潜在的生命构建块

两组研究人员今天报告称,他们已经检测到了一种益生元分子 - 一种潜在的生命周期构建块,它是新生的太阳形恒星。 分子异氰酸甲酯具有与肽键化学相似的结构,这是在蛋白质中将氨基酸保持在一起的结合物。 这一发现表明,在恒星系统演化的早期阶段可能会产生相当复杂的有机分子。

“这表明在行星形成之前你可以达到的复杂程度非常高,”马萨诸塞州剑桥市哈佛 - 史密森尼天体物理中心的天体化学家KarinÖberg说,他没有参与这项研究。 “检测到了很多[光谱]线,这给了它真实的信心。 这是一个安全的检测。“

自2年前欧洲航天局的Rosetta任务在彗星67P / Churyumov-Gerasimenko上探测到该分子以来,异氰酸甲酯已成为天体化学家的目标。 彗星被认为自太阳系早期以来一直存活不变,因此甲基异氰酸酯的发现表明它从那时起就存在于彗星上并且没有在行星上形成。 虽然67P / Churyumov-Gerasimenko的检测现在受到一些人的质疑,但在2015年和2016年,在两颗恒星形成云,Orion KL和射手座B2(N)中也检测到甲基异氰酸酯,但这些是充满巨大气候的炎热环境星星,与早期太阳的情况非常不同。

研究人员毫不气馁,开始研究更多类似太阳的资源。 一组人已经在调查一群名为IRAS 16293-2422的非常年轻的恒星。 “我们想,'为什么不在我们的来源中寻找甲基异氰酸酯?'”荷兰莱顿天文台的团队成员Niels Ligterink说。 这类研究的首选仪器是阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA),这是智利安第斯山脉中66种菜肴的集合。

ALMA专注于无线电波和红外光之间的光谱区域,即复杂分子在经历各种过渡时发光的频率范围。 因为分子是如此复杂,所以存在许多可能的跃迁,每个跃迁发射特定频率的光子。 因此,诸如甲基异氰酸酯的分子将发射光子的特征指纹,其将在从气体云检测到的光谱中表现为尖峰或线。 天文学家面临的挑战是在云中所有其他化学物质的光谱线森林中识别出指纹。

Ligterink的团队在2014年和2015年使用ALMA从IRAS 16293-2422收集的数据进行了梳理, 。 由马德里天体生物学中心的RafaelMartín-Doménech领导的另一个团队使用新的和存档的数据来 。 这两个小组在最新一期的皇家天文学会月刊中报告了他们的结果。

然后两个团队都试图弄清楚在这样一个非常寒冷和恶劣的环境中甲基异氰酸酯是如何形成的。 在一颗年轻恒星周围的原行星云中,会有微小的岩石物质颗粒,这些物质会提供化学物质可以反应的表面。 Ligterink说他的团队用异氰酸和甲烷的气体混合物填充真空室并将其冷却至15K,将气体冷冻到金表面上。 然后他们用强烈的紫外线照射表面,就像你从一颗年轻的太阳星一样。 所得气体的红外光谱以及质谱分析显示出异氰酸甲酯的明显迹象。

Ligterink说,在太空中,许多其他分子也会存在,例如水,一氧化碳和二氧化碳。 需要更多的实验来确保它们不会阻碍反应。

Martín-Doménech说,他们对云的化学模型表明,对尘埃颗粒的反应不会产生足够的分子。 “在气相中必须有更多的反应来获得我们观察到的丰度,”他说。

奥伯格说尽管甲基异氰酸酯不是在形成恒星的云中检测到的最复杂的有机分子,但它很有意思,因为它与蛋白质的关键部分非常相似。 但她警告说,我们得出的结论是,新形成的行星是生命中所有关键成分的种子。 “我们不知道化学过程。 我们不知道甲基异氰酸酯是否至关重要,我们不知道肽是如何形成的,“她说。 虽然这些研究在行星形成之前发现了更加复杂的分子,但“生命在行星上如何形成的联系尚不清楚”。

两支队伍和其他队伍将继续为其他复杂的有机分子搜寻气体云,以填补生命形成的图景。 Martín-Doménech说这些搜索的圣杯是氨基酸,特别是最简单的氨基酸:甘氨酸。 氨基酸是蛋白质的组成部分,比甲基异氰酸酯更复杂,并且可能以较少的量存在,难以检测。 所以甘氨酸将是一个大奖。 Martín-Doménech说:“那么你离蛋白质只有一步之遥。”

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注