来源:科技眼
人类来自哪儿?生命起源所需要的分子在哪里?一些小型有机分子可能首先出现在地球上,之后被联合为大型分子,比如我们所熟知的蛋白质、还有碳水化合物等。但是,还有一种可能,就是它们来源于宇宙空间中,比如在我们太阳系内的其他空间。一项本周发表在【化学物理通讯】的最新研究显示,有一部分不复杂的有机分子能够在冷的、充满辐射的太空环境中形成,人类来自其他行星或者宇宙空间的说法有了新证据。
加拿大科学家已经创造了模拟的太空环境,电子束照射存在甲烷和氧气物质的薄冰膜,由此形成的辐射对薄冰膜冲击时,科学家观察到了化学反应的发生,这个化学过程中就有其他物质形成,或者我们可以认为生命基石遍及整个宇宙。
这些实验是在模拟宇宙真空条件下进行的,两者都需要采用分析技术,并且模拟外太空的高度真空条件。在这些实验中由甲烷和氧气组成的冰冻薄膜模拟了一个太空环境,因为许多种冰(不只是固态水)在星际介质中致密又冷的分子云周围形成。这些类型的寒冷空间环境也会在太阳系中存在,比如长周期和短周期的彗星、近地小行星,甚至在月球上都有。
所有这些太空中的冰冻表面收到了不同形式的辐射,经常在磁场中存在,能够随着太阳风,加速带电粒子到达这些冰冻的天体。之前的研究显示,化学反应可能通过紫外线或其他形式的辐射,在太空环境中发生,但这是第一次详细地观测次级电子的作用。
大量的次级电子在高能辐射中生成,比如X射电和重粒子,和物质发生反应。这些电子,也被称作低能电子,或者LEES,能量足够以引发进一步的化学反应。本周报导的这项工作显示,LEEs和冰薄膜发生了反应。该研究小组更早的研究认为,带正电荷的反应产物从LEEs辐射产生的冰中产生,而本周的这项研究则拓展到了发射出的负离子和新的分子中,这些分子仍然留在薄膜中。
研究小组发现,在LEEs照射到的冰薄膜中产生了各种小型的有机分子。丙烯、乙烷、乙炔都是在冰冻的甲烷薄膜中形成的。当一个冰冻的甲烷和氧气的混合物被LEEs照射,他们发现了乙醇形成的直接证据。
许多其他小型有机分子,包括甲醇、乙酸和甲醛的间接证据也被发现了。此外,X射线和LEEs产生了相似的结果,尽管以不同的速率。因此,生命的基石可能就是由暴露在电离辐射下的次级电子在表面上激发的化学反应形成的。