菲莱在彗星上发现有机分子

菲莱在彗星上发现有机分子

经过 10 年的追逐 67P 彗星并登陆之后,一个机器人太空任务带回了一个令人着迷的发现:这块橡皮鸭形状的岩石上含有神秘成分的有机分子。

上周,欧洲的罗塞塔号任务终于将其冰箱大小的着陆器发射到岩石表面。这台名为“菲莱”的着陆器利用最后剩余的电池电量对彗星进行研究,并将所有数据传回地球。

它的发现是科学的一大胜利。有机分子主要由碳组成,它们相互连接形成脂肪、蛋白质、糖和 DNA,构成地球上所有生物。这些分子是生物的基本组成部分,它们似乎在整个太阳系中都很常见。

目前还不清楚菲莱号发现的是何种有机物。它们可能像甲烷(CH4)或甲醇(CH4O)一样简单。但当《大众科学》采访罗塞塔号着陆器团队负责人斯蒂芬·乌拉梅克时,他暗示这些分子可能没有那么简单。他说,更大、更复杂的分子可以在菲莱号使用的设备上产生类似的读数,团队需要更多时间来确定检测到的是哪些分子。

“我们目前正在研究这些[分子]属于什么物种,结果很快就会公布,”乌拉梅克说。“我们想确定一下。但肯定有好几个物种。”

菲莱如何发现有机物

由于菲莱着陆时多处设备故障,探测器停在了太阳能电池板上得不到足够阳光来给电池充电的地方。当可供 60 小时使用的电池耗尽后,菲莱开始进入休眠状态。

在电池耗尽之前,菲莱成功部署了钻头。目前尚不清楚钻头是否将土壤样本送入着陆器的烤箱(烤箱会烘烤土壤样本以查明其中成分),也不清楚着陆器是否成功分析了样本。

相反,这一发现是来自于一种“嗅探”彗星周围空间中的分子并使用质谱分析法来查明它们是由什么组成的仪器。

任务科学家希望,当彗星绕恒星运行时,着陆器(据信被困在一个黑暗的陨石坑中)可能会获得足够的阳光,以继续研究彗星的结构和成分。与此同时,罗塞塔号的轨道器将飞行测量彗星周围云层(称为彗发)的成分。

这一切意味着什么?

在小行星、火星和其他彗星上都曾发现过碳氢化合物,因此菲莱号发现更多碳氢化合物也就不足为奇了。此前,罗塞塔号轨道器曾嗅出彗星散发出的甲醛、甲烷、甲醇和氨的痕迹。

但菲莱号的发现很重要,因为它是第一艘真正降落在彗星上并对其进行研究的航天器,行星科学家马克·赛克斯说,他正在领导美国宇航局的黎明号任务(另一艘很酷的航天器,你很快就会听到更多关于它的信息)。在大多数情况下,科学家只能研究彗星彗发中的分子,利用它们推断彗星表面发生的事情。不过,赛克斯说,这并不是一个完美的替代方法:

“当分子从彗星表面升起进入彗发时,它们会被太阳的紫外线分解。这个过程不会持续很长时间。在彗星表面探测到它们,可以告诉我们原始分子是什么。菲莱号发现的是什么样的分子将会非常有趣。”

还有很多分析工作要做。菲莱号最令人兴奋(也是最有可能)的发现是氨基酸,它是蛋白质的组成部分。

科学家认为,生命所必需的成分——碳、氢、磷和氮——可能是由巨大的太空岩石带到地球的。在 67P 彗星上发现氨基酸将支持这一假设。

乌拉梅克表示:“我不确定我们是否发现了氨基酸,但这当然与生命息息相关。”

如果这些分子确实是氨基酸,那也不能证明地球上的生命来自外太空。它只是表明了其中一种可能性。然而,即使它们最终被证实是更简单的有机物,菲莱号的发现也为越来越多的证据增添了新内容,表明生命的基本成分可能在整个太阳系和整个银河系中都很常见。这可能为生命在其他地方进化提供了更多机会。

“当你思考生命是如何从富碳物质进化为 DNA 和 RNA,再进化为生命形式时,各种有机物质都可能发挥一定作用,”乌拉梅克说。“这个过程尚未完全理解。”

无论这些分子是什么,结果都一定令人着迷,因为研究彗星就像打开时间胶囊。这些分子可以让科学家更好地了解我们的太阳系是如何诞生的,以及它是如何随着时间的推移而演变的。

“最有可能的是,这是原始物质,”乌拉梅克说。“我们在彗星中发现的这种有机物质可能很容易从行星状星云中获得。当我们的太阳系形成时,它可能就在那里了。”

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