甘氨酸可能比天体形成得早
甘氨酸是最简单的氨基酸,也是生命的重要组成部分。荷兰莱顿天文台天体物理实验室的一个由天体物理学家和天体化学模型师组成的国际团队表明,甘氨酸的形成可以先于行星和恒星的形成。研究结果16日发表在《自然天文学》杂志上。
研究发现,甘氨酸是在实验室模拟空间化学的恶劣条件下形成的,这意味着甘氨酸很可能在稠密的星际云中形成,然后星际云将转化为新的恒星和行星。在没有能量的情况下,甘氨酸可能通过“暗化学”在冻结的尘埃颗粒表面形成。这项新发现为地球上氨基酸的宇宙起源提供了有力的证据。
“暗化学是指不需要高能辐射的化学,”英国伦敦玛丽皇后大学的塞尔吉奥·约洛说。在实验室里,我们可以模拟暗星际云中的条件,冷尘埃粒子被薄冰覆盖,然后通过撞击原子进行处理,导致前体材料碎裂,活性中间产物复合。”
彗星是太阳系中最原始的物质。对彗星的研究有助于了解太阳系的原始化学成分和状态。在67p/chuliumov-grasimenko彗星中检测到的甘氨酸和星尘任务返回的样本表明,甘氨酸早在恒星形成之前就存在。然而,直到最近,人们还认为甘氨酸的形成需要能量,这对甘氨酸形成的环境设置了明确的限制。以前的研究表明,需要紫外线辐射才能产生这种氨基酸。
科学家们首先证明,在67p彗星上检测到的甘氨酸的前体甲胺可以形成,可以看作是甘氨酸的“原料”。然后,通过超高真空装置、一系列原子束和诊断工具,科学家们证实了甘氨酸也可以形成,在这个过程中,水冰的存在是必不可少的。
荷兰尼梅根大学(University of nimegen)的赫尔马·库本(Herma kuben)教授负责本文中的一些模拟研究,他说:“我们发现,随着时间的推移,在太空中可以形成少量但数量可观的甘氨酸。”在彗星和恒星出现之前,甘氨酸在太空中随处可见,并保存在冰中。“甘氨酸一旦形成,也可以成为其他复杂有机分子的前体,”约巴洛博士总结道,其他官能团(决定有机化合物化学性质的原子或原子团)可以添加到甘氨酸主链上,在星际暗云中形成其他氨基酸,如丙氨酸和丝氨酸。最终,这种丰富的有机分子可以存在于彗星等天体中,也可以“输送”到地球和其他许多行星上。

