研究人員復(fù)制了星際云和小行星的條件，以更深入地了解碳質(zhì)軟石如何獲得氨基酸。西南研究所的研究科學(xué)家Danna Qasim博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)最新研究表明，星際云內(nèi)的條件可能對(duì)太陽(yáng)系中生命的關(guān)鍵構(gòu)件的存在產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性影響。

碳質(zhì)軟石是一種石質(zhì)隕石，富含有機(jī)化合物，包括氨基酸。這些氨基酸是蛋白質(zhì)的組成部分，科學(xué)家對(duì)它們非常感興趣，因?yàn)樗鼈兛赡芴峁┯嘘P(guān)地球上生命起源和其他星球上生命潛力的線索。了解碳質(zhì)軟石如何獲得這些氨基酸是揭開我們太陽(yáng)系和生命起源之謎的關(guān)鍵一步。

"碳質(zhì)軟石是宇宙中最古老的一些物體，是被認(rèn)為對(duì)生命的起源有貢獻(xiàn)的隕石。它們含有幾種不同的分子和有機(jī)物質(zhì)，包括胺和氨基酸，它們是生命的關(guān)鍵組成部分，對(duì)創(chuàng)造地球上的生命至關(guān)重要。這些物質(zhì)是創(chuàng)造蛋白質(zhì)和肌肉組織所必需的，"Qasim說。

大多數(shù)隕石是很久以前在位于火星和木星之間的小行星帶中破碎的小行星碎片。這些碎片在與地球相撞之前，會(huì)長(zhǎng)期圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，時(shí)間跨度可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬年。

Qasim和其他人正在試圖回答的一個(gè)問題是，氨基酸首先是如何進(jìn)入碳質(zhì)軟骨巖的。由于大多數(shù)隕石來自小行星，科學(xué)家們?cè)噲D通過在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中模擬小行星的條件來重現(xiàn)氨基酸，這一過程被稱為"水相改變"。

為了確定氨基酸在多大程度上是在小行星條件下形成的，以及在多大程度上是從星際分子云中繼承的，Qasim和她的團(tuán)隊(duì)模擬了在星際分子云中會(huì)發(fā)生的胺和氨基酸的形成，形成了一個(gè)有機(jī)殘留物（如上圖）。然后，她在與小行星相關(guān)的條件下處理這種殘余物，也稱為水相改變。

"這種方法還沒有100%的成功，"Qasim說。"然而，小行星的構(gòu)成起源于母體的星際分子云，其中富含有機(jī)物。雖然在星際云中沒有氨基酸的直接證據(jù)，但卻有胺類的證據(jù)。分子云可能提供了小行星中的氨基酸，小行星將它們傳遞給了隕石"。

為了確定氨基酸在多大程度上是在小行星條件下形成的，以及在多大程度上是從星際分子云中繼承的，Qasim模擬了胺和氨基酸的形成，因?yàn)樗鼘⒃谛请H分子云中發(fā)生。

"我創(chuàng)造了云中非常常見的冰，并對(duì)其進(jìn)行輻照，以模擬宇宙射線的影響，"Qasim解釋說，他在2020年至2022年期間在馬里蘭州格林貝爾特的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心工作時(shí)進(jìn)行了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。"這導(dǎo)致分子破裂并重新組合成更大的分子，最終形成了有機(jī)殘留物。"

然后，Qasim通過水力改變重現(xiàn)小行星的條件，再次處理該殘留物，并研究該物質(zhì)，尋找胺類和氨基酸。

"無論我們做什么樣的小行星處理，來自星際冰實(shí)驗(yàn)的胺和氨基酸的多樣性都保持不變，這告訴我們，星際云的條件對(duì)小行星的加工是相當(dāng)有彈性的。這些條件可能影響了我們?cè)陔E石中發(fā)現(xiàn)的氨基酸的分布。"

然而，氨基酸的單個(gè)豐度增加了一倍，這表明小行星加工影響了氨基酸的存在量。從本質(zhì)上講，必須同時(shí)考慮星際云的條件和小行星的加工，以最好地解釋分布。

Qasim期待著對(duì)來自O(shè)SIRIS-REx等任務(wù)的小行星樣本進(jìn)行研究，該任務(wù)目前正在返回地球的途中，將小行星Bennu的樣本于9月運(yùn)抵這里，還有最近從小行星Ryugu返回的Hayabusa2，以更好地了解星際云在分布生命構(gòu)件中所發(fā)揮的作用。

Qasim說："當(dāng)科學(xué)家研究這些樣本時(shí)，他們通常試圖了解小行星的過程正在影響什么，但很明顯，我們現(xiàn)在需要解決星際云如何也在影響生命構(gòu)成要素的分布。"