快看宇宙 彗星：宇宙中的“生命工廠”

最新研究表明,彗星並非簡單的冰雪球,而是宇宙中重要的生命工廠。 科學家們在彗星中發現了氨基酸,鈦類,甚至更複雜的生物分子,這些都是構成生命的基石。 彗星內部獨特的環境,為這些生命基石的形成提供了理想的條件。 例如,在維爾特二號彗星上,科學家們發現了來自早期太陽系的各種粒子, 其中包含複雜的碳鐵混合物,在其他天體中從未發現過。 這說明,彗星可能在太陽系形成的不同時期不斷吸集物質,並擁有非常豐富的演化歷史。 這裡是快看宇宙第170期,讓我們觀星河璀璨,探宇宙奧祕。 這是羅塞塔探測器上的Osiris儀器拍攝的著名彗星,六氣坯儲留莫夫·格拉西門克彗星。 稍後會詳細解釋這張照片,因為它的意義非常重大。 大約20年前,NASA探測器拜訪了維爾特二號彗星,現在我們看到的就是維爾特二號。 這項名為星辰號的任務,其目標是穿越彗星的彗尾,收集盡可能多的粒子,並將它們帶回地球。 探測器通過直接飛過塵埃,並利用特製的航空凝膠收集物質,這種凝膠可以捕獲盡可能多的粒子, 方便科學家們在地球上進行研究。 即使過了20年,科學家們仍然在收集的樣本中發現了新東西。 這張圖展示了星辰號任務的鈣礦,彗星用綠色表示,探測器用粉色表示。 當任務最初啟動時,研究人員預計,我們會發現大量類似於太陽系形成時原始塵埃的物質,這也是星辰號名字的由來。 然而,結果卻出乎意料。 彗星實際上是由來自早期太陽系不同事件的大量粒子組成的,展現了不同類型的化學物質,就像保存了古代事件的考古記錄本。 例如,與之前從小行星中發現的物質不同,維爾特二號彗星包含了不尋常的複雜分子,包括我們從未見過的碳鐵混合物。 所謂的原始塵埃只佔彗星組成中的一小部分。 因此,維爾特二號本身揭示了一個重要事實,它是在太陽系的不同時期組裝起來的,與典型的小行星相比,擁有更加豐富的演化歷史。 此外,彗星從遙遠的太陽系邊緣,逐漸靠近太陽系中心時,從各個地方收集了大量塵埃,證實了許多彗星彼此之間差異很大。 這一發現當時很令人驚訝,但現在並不奇怪。 例如,對另一顆彗星238P瑞的最新觀測結果顯示了完全不同的現象。 科學家們使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現,這顆彗星周圍存在一個巨大的水雲,但幾乎沒有二氧化碳。 這與其他許多彗星不同,但也說明瞭地球上的水可能來自哪裡。 主要是因為彗星離太陽更近,我們預計它上面不會存在水冰。 但不知何故,水冰能夠生存下來,並且偶爾會釋放出水蒸氣。 因此,彗星可能在地球形成初期,就將水帶到了地球。 但今天,我們要討論的不是水的起源,而是另一個更重要的起源,生命的基本要素。 我們是由什麼組成的? 各種氨基酸,特別是各種鈦類。 正如你所知,鈦類是生命的基石,它們實際上只是一堆氨基酸連接在一起。 為了形成鈦,我們只需要將兩個到五十個氨基酸連接在一起。 一旦得到更多氨基酸,並且它們組裝成三維形狀,就會變成蛋白質。 我們現在的整個身體基本上都是由蛋白質構成的。 那麼,鈦類到底來自哪裡? 最近發表的新研究表明,所有鈦類可能都來自彗星, 因為像氨基酸、脂類和醣類這樣的物質很容易在宇宙空間深處形成。 實際上,我們已經在許多不同分子雲中發現簡單氨基酸,所以它們肯定無處不在。 但最近一項使用阿塔卡瑪大型毫米亞毫米波陣列望遠鏡進行的研究發現了一些非常奇怪的東西。 貓爪星雲中存在非常大的分子,它有13個原子連接在一起,被稱為二甲基乙醇。 這一發現再次證實,分子雲和許多不同的圓形星盤實際上是形成非常複雜的生物分子的理想場所。 因此,我們在很多地方都發現有大量較小氨基酸和較小生命基石的證據。 這項新研究表明,它們在星際空間中形成更有效,重點是鈦類。 所以,這些短鏈氨基酸最多50個通過鈦鍵連接在一起。 再次,它們對於地球上的生命來說絕對是必不可少的,不太可能在地球上形成。 主要是因為水通常會阻止鈦類形成,以促進生命出現。 因此,科學家發現了一個更適合所有這些形成的地方,那就是外太空,更準確地說是彗星。 為了形成鈦類,基本上需要三種化學成分,碳,一氧化碳和氨。 通過將這三種成分以正確的比例混合在一起,就開始形成氨基酸,其中許多已經在星際雲中被發現。 隨著許多雲凝聚,開始形成簡單的鈦鏈,而且數量遠遠超過地球上發生的事情。 所有這些最終導致了圓形星盤的形成,但最讓我們關注的是外圍的東西。 這些遙遠的物體可能是許多鈦類分子,特別是氨基酸的來源。 科學家們認為,一旦彗星達到一定溫度,大約零下97.15攝氏度,它內部冰中的氨就會開始形成不尋常的混合物,有點像液態水。 這為大量化學反應創造了條件,並且完全不受外界影響。 彗星內部捕獲了許多物質,它們無法蒸發或逃逸,並且以這種方式保持數百萬年,甚至數十億年。 由於液體和固體的混合,氨也有更多機會與所有東西混合在一起,可能起到一種催化劑的作用。 但最重要的是時間尺度,彗星有數百萬年,甚至數十億年時間來形成這些長鏈,基本上使彗星成為一種長期存在的化學工廠,開始在內部形成大量的有機化合物。 因為它們還有不同類型,所以可能會產生各種化合物,有些更多。 因此,這些化學工廠基本上在圍繞太陽系運行,有時它們會移動得更近一些,像木星會輕微地撞擊它們,足以將其突然推向太陽。 這通常發生在許多彗星身上,例如維爾特二號,它在最近一次被木星撞擊,在那之前它一直在更遠的地方運行。 那麼,這些物質到底是如何到達地球的呢? 這很可能會破壞太類,使所有東西都變得毫無用處。 實際方法可能更緩慢,但也更有效。 這是基於對67P儲留莫夫·格拉西門克彗星的觀測結果。 我們現在回到之前看過的那個視頻,科學家們發現彗星67P表面有很多洞穴,充滿了冰。 這是基於對所有由羅塞塔號航天器拍攝圖像進行的彗星三維重建。 當冰釋放時,它形成了噴射流,這些噴射流含有有機物質,包括氨基酸和鈦。 所以,看起來彗星雨流,實際上都是從彗星內部冰層釋放出來的結果, 就像一座V型火山,或者說是V型間歇泉,然後基本上繞著太陽系內部運行。 很多物質都是有機物,當然還有那些鈦類和氨基酸。 隨著彗星釋放出很多物質,基本上在太陽系周圍形成一個環, 偶爾,這個環會穿過地球軌道,形成流星雨。 因此,這些鈦類到達地球的一種方式,可能是通過流星雨,持續了數十億年。 當然,在太陽系早期,這種情況可能更頻繁, 但即使在今天,我們仍然從彗星那裡獲得很多物質。 目前的流星雨,被稱為寶瓶座流星雨,正是由著名的哈雷彗星產生的。 這張圖片比較了彗星碎片軌道與地球軌道。 因此,據研究,地球上鈦類的到來,複雜蛋白質的形成,當然還有原始膜的形成, 可能都是彗星內部化學反應的結果,而不是地球本身的形成。 這可能是一種普遍過程,並可以在其他恆星系統周圍形成,在其他行星周圍形成, 這也意味著這可能是到處都在發生的事情, 因為我們在許多不同的行星系統中都看到了氨基酸, 所有都是通過觀察像67P這樣的彗星發現的。 雖然實際上是使用立體攝影,或者說基本上是形成三維圖像, 才使研究人員能夠弄清楚各種噴口的確切位置,以及它們內部可能是什麼。 但很顯然,這只是一種假設,一個假說。 說到生命起源,這是一個非常引人入勝的假設, 因為它基本上意味著所有這些都是可能的,無論你在宇宙的哪裡。 並且不需要像地球一樣的行星,只需要有合適的行星系統, 有合適的條件形成彗星,然後彗星可以完成剩下的工作。 如果這個假設是正確的,我們也應該在太陽系中其他含有液態水的物體上看到類似的東西, 例如木位二或土位二。 所以,一旦從這些物體上獲得數據,我們可能會瞭解更多, 甚至破解千古謎團外星生命。