参考消息网11月2日报道 据美国趣味科学网站10月30日报道,科学家发现迄今为止太空中最大的碳基分子之一。它有助于人类破译生命起源之谜。
天文学家在距离地球430光年的金牛座分子云中发现一种分子,是目前深空中发现的最大碳基分子之一。这一发现意义重大,因为它为解开天体化学领域一个长期谜团提供了进一步的线索:作为生命基石的碳,究竟从何而来?
这种分子被称为“芘”,是一种由四个稠合苯环组成的扁平结构。因此,它被归类为多环芳烃——可见宇宙中含量最丰富的一种复杂分子。20世纪60年代,多环芳烃在一种被称为碳质球粒陨石的陨石中首次被发现。这种陨石是形成太阳系的原始星云的残余物。
麻省理工学院化学助理教授布雷特·麦圭尔在一份声明中说:“关于恒星和行星形成的一个重要问题是:早期分子云中的化学物质有多少留存下来,形成了太阳系的基本组成部分?”
科学家认为,多环芳烃约占太空中发现的碳的20%,存在于恒星从诞生到死亡的不同阶段。它们性质稳定,可以抵抗紫外线辐射,能够存在于深空的恶劣条件之下。
研究人员表示,在从近地小行星“龙宫”收集的样本中发现大量芘后,他们开始在金牛座分子云中寻找芘和其他多环芳烃。在太阳系的诞生地发现这些分子,为天文学家提供了他们长期寻找的直接联系。
麦圭尔说:“我们看到的是(天体演化的)起点和终点,显示存在相同的物质。这有力证明了,这种来自早期分子云的物质进入了构成太阳系的冰、尘埃和岩石体。”
这一发现是利用射电天文学方法完成的。射电天文学是天文学的一个主要分支,可以观察恒星、行星、星系和尘埃云等天体的无线电频谱。天文学家可以通过研究它们发出的无线电波,了解特定研究目标的组成、结构和运动。
加拿大不列颠哥伦比亚大学化学系助理教授伊尔莎·库克说:“这是我们自2021年在太空中首次发现多环芳烃以来,发现的第七个多环芳烃。(多环芳烃)与生命的基本组成部分具有相似的化学结构。通过更多地了解这些分子如何在太空中形成和移动,人类就能更好地了解我们的太阳系,以及其中的生命。”
天文学家估计,在分子云中发现的碳中,芘约占0.1%。麦圭尔说:“这绝对是极大的丰度,是几乎令人难以置信的碳汇。这是一个星际‘稳定岛’。”
除了在太阳系的诞生处发现芘之外,更让研究小组感兴趣的是,这片分子云的温度仅为10开氏度(-263摄氏度)。在地球上,多环芳烃是在高温过程中形成的,也就是通过化石燃料的燃烧形成。因此,科学家很惊讶能在如此寒冷的环境中发现多环芳烃。库克说:“未来工作的目标是,探索多环芳烃是否可以在极寒条件下形成,或者它们是否来自宇宙中其他地方,也许来自一颗垂死的古老恒星。”(编译/胡广和)