銀河系有大量有機物 外星生命數量或遠超想像

文/蕭路

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【大紀元2021年09月17日訊】人們一直好奇是否有外星生命存在。由於地球上的生物一般都需要大量有機分子構成,要想找到類似的外星生命,尋找有機物即是重中之重。如果宇宙空間中存在很多有機物質,那麼就有可能孕育生命。

最新研究表明,通過分析年輕恆星周圍物質發出的光,科學家發現了形成生命基礎所必需的大型有機分子的重要倉庫。

論文第一作者、英國利茲大學(University of Leeds)的博士後研究員約翰‧伊利(John Ilee)指出,研究結果表明導致地球上生命存在的基本化學條件可能會廣泛存在於整個銀河系中。

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研究團隊在環繞新形成的恆星的原行星盤中發現了大型有機分子。目前理論認為,在我們的太陽剛形成之後不久,有一個類似的原行星盤逐漸演化形成了現在太陽系中的行星。

這些有機分子的存在意義重大,因為它們緊密連結著更簡單的碳基分子(如太空中大量發現的一氧化碳)和創造生命所需的更複雜有機分子。

伊利在一份聲明中說:「這些複雜的大型有機分子存在於整個太空的各種環境中。實驗室和理論研究表明,這些分子是構建類似地球上生物化學分子的『原材料』,在適當的條件下產生糖、胺基酸甚至核糖核酸(RNA)的組成部分。」

「然而,之前發現這些複雜有機分子的許多環境與我們認為行星形成的地點和時間相去甚遠。我們想更多了解這些分子在行星的誕生地,即原行星盤中的確切位置和數量。」聲明說。

通過使用阿塔卡馬大型射電望遠鏡陣(ALMA),科學家得以檢測來自這些分子的信號。每種分子發出的光都有明顯不同的波長,這可以在光譜上產生獨特的「指紋」。這些指紋使科學家能夠識別分子的存在並研究它們的特性。

論文合作者、利茲大學的凱瑟琳‧沃爾什(Catherine Walsh)博士解釋說:「ALMA的強大功能使我們首次能夠測量在附近年輕恆星周圍構成行星的物質的分布和組成。ALMA的功能甚至足以探測構成生命基礎的大型有機分子。」

研究團隊在五個編號分別為IM Lup、GM Aur、AS 209、HD 163296、MWC 480的原行星盤中尋找三種分子——氰基乙炔(HC3N)、乙腈(CH3CN)和環丙烯(c-C3H2)。這些原行星盤距離地球300到500光年。所有的原行星盤都顯示出它們內部正在形成行星的跡象。

行星是通過吸收原行星盤中物質逐漸形成的。例如,科學家認為早期的地球是通過在圍繞太陽的原行星盤中形成的小行星和彗星的撞擊而產生的核心,之後逐步吸積原行星盤物質長大變成了現在的地球。

但是科學家們不確定是否所有的原行星盤都包含能夠產生具有生物學意義的複雜有機分子。

這項新研究回答了這個問題。在五個觀測的原行星盤中有四個發現了有機分子。此外,有機分子的豐度比科學家們預期的要大。

伊利說:「ALMA使我們能夠首次在這些原行星盤的最內部區域尋找這些分子,其大小尺度與我們的太陽系相似。我們的分析表明,這些分子主要位於這些內部區域,其豐度比模型預測的高10到100倍。」

重要的是,分子所在的原行星盤區域也是小行星和彗星形成的地方。伊利博士指出,在這些原行星盤中也可能發生小行星和彗星的轟擊。由此就可以將大型有機分子轉移到新形成的行星上,開啟類似地球的生命形成和演化。

沃爾什補充說:「這項工作的主要結果表明,在我們的星球上孕育生命所需的相同成分也存在於其它恆星周圍。在行星上啟動生命所需的分子可能很容易存在於所有形成行星的環境。」

這意味著銀河系中其它恆星的行星可能普遍具有有機物質,由此演化出的外星生命數量可能遠超想像。

研究團隊接下來要研究的問題之一是原行星盤中是否存在更複雜的分子。

伊利博士補充說:「如果我們發現如此大量的分子,我們目前對星際化學的理解表明,也應該可以觀察到更複雜的分子。」

「我們希望使用ALMA來尋找這些原行星盤中化學複雜性的下一個標誌。如果我們探測到它們,那麼我們將更接近於了解生命的原始成分是如何圍繞其它恆星誕生和演化的。」

這項新研究即將發表於《天文物理期刊增刊系列》,研究團隊於9月15日將論文上傳在arXiv網站上供大眾免費查閱。

責任編輯:林妍 #◇

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