银河系有大量有机物 外星生命数量或远超想像

文/萧路

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【大纪元2021年09月17日讯】人们一直好奇是否有外星生命存在。由于地球上的生物一般都需要大量有机分子构成,要想找到类似的外星生命,寻找有机物即是重中之重。如果宇宙空间中存在很多有机物质,那么就有可能孕育生命。

最新研究表明,通过分析年轻恒星周围物质发出的光,科学家发现了形成生命基础所必需的大型有机分子的重要仓库。

论文第一作者、英国利兹大学(University of Leeds)的博士后研究员约翰‧伊利(John Ilee)指出,研究结果表明导致地球上生命存在的基本化学条件可能会广泛存在于整个银河系中。

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研究团队在环绕新形成的恒星的原行星盘中发现了大型有机分子。目前理论认为,在我们的太阳刚形成之后不久,有一个类似的原行星盘逐渐演化形成了现在太阳系中的行星。

这些有机分子的存在意义重大,因为它们紧密连结着更简单的碳基分子(如太空中大量发现的一氧化碳)和创造生命所需的更复杂有机分子。

伊利在一份声明中说:“这些复杂的大型有机分子存在于整个太空的各种环境中。实验室和理论研究表明,这些分子是构建类似地球上生物化学分子的‘原材料’,在适当的条件下产生糖、氨基酸甚至核糖核酸(RNA)的组成部分。”

“然而,之前发现这些复杂有机分子的许多环境与我们认为行星形成的地点和时间相去甚远。我们想更多了解这些分子在行星的诞生地,即原行星盘中的确切位置和数量。”声明说。

通过使用阿塔卡马大型射电望远镜阵(ALMA),科学家得以检测来自这些分子的信号。每种分子发出的光都有明显不同的波长,这可以在光谱上产生独特的“指纹”。这些指纹使科学家能够识别分子的存在并研究它们的特性。

论文合作者、利兹大学的凯瑟琳‧沃尔什(Catherine Walsh)博士解释说:“ALMA的强大功能使我们首次能够测量在附近年轻恒星周围构成行星的物质的分布和组成。ALMA的功能甚至足以探测构成生命基础的大型有机分子。”

研究团队在五个编号分别为IM Lup、GM Aur、AS 209、HD 163296、MWC 480的原行星盘中寻找三种分子——氰基乙炔(HC3N)、乙腈(CH3CN)和环丙烯(c-C3H2)。这些原行星盘距离地球300到500光年。所有的原行星盘都显示出它们内部正在形成行星的迹象。

行星是通过吸收原行星盘中物质逐渐形成的。例如,科学家认为早期的地球是通过在围绕太阳的原行星盘中形成的小行星和彗星的撞击而产生的核心,之后逐步吸积原行星盘物质长大变成了现在的地球。

但是科学家们不确定是否所有的原行星盘都包含能够产生具有生物学意义的复杂有机分子。

这项新研究回答了这个问题。在五个观测的原行星盘中有四个发现了有机分子。此外,有机分子的丰度比科学家们预期的要大。

伊利说:“ALMA使我们能够首次在这些原行星盘的最内部区域寻找这些分子,其大小尺度与我们的太阳系相似。我们的分析表明,这些分子主要位于这些内部区域,其丰度比模型预测的高10到100倍。”

重要的是,分子所在的原行星盘区域也是小行星和彗星形成的地方。伊利博士指出,在这些原行星盘中也可能发生小行星和彗星的轰击。由此就可以将大型有机分子转移到新形成的行星上,开启类似地球的生命形成和演化。

沃尔什补充说:“这项工作的主要结果表明,在我们的星球上孕育生命所需的相同成分也存在于其它恒星周围。在行星上启动生命所需的分子可能很容易存在于所有形成行星的环境。”

这意味着银河系中其它恒星的行星可能普遍具有有机物质,由此演化出的外星生命数量可能远超想像。

研究团队接下来要研究的问题之一是原行星盘中是否存在更复杂的分子。

伊利博士补充说:“如果我们发现如此大量的分子,我们目前对星际化学的理解表明,也应该可以观察到更复杂的分子。”

“我们希望使用ALMA来寻找这些原行星盘中化学复杂性的下一个标志。如果我们探测到它们,那么我们将更接近于了解生命的原始成分是如何围绕其它恒星诞生和演化的。”

这项新研究即将发表于《天文物理期刊增刊系列》,研究团队于9月15日将论文上传在arXiv网站上供大众免费查阅。

责任编辑:林妍 #◇

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