“這完全出乎意料。”西班牙天體生物學家伊莎斯昆·希門尼斯-塞拉在談及團隊的最新發(fā)現(xiàn)時,語氣里沒有夸張,卻透著一絲真實的震動。她和同事剛剛確認,在銀河系中心附近的一團冷暗分子云里,浮動著一種貨真價實的糖——赤蘚酮糖。這是人類第一次明確地在深空中“嘗到”甜味,盡管不是用舌頭。
長久以來,研究生命起源的人一直卡在一個難題上:構成生命第一批“引擎”和“圖紙”的糖,到底是從哪兒來的。我們都知道,糖是生命運轉的核心分子之一。它為細胞提供能量,更關鍵的是,它是DNA和RNA骨架的建材。沒有糖,就沒有遺傳信息的傳遞,也就沒有我們熟悉的一切生物。然而,進化生物學家至今說不清,最原始的地球如何攢夠這些甜分子。
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這里的張力很像一場跨越學科的辯論。一方堅持地球有能力自給自足,認為在早期雷電、火山和紫外線共同烹煮出的“原始湯”里,糖應該能自然形成。但實驗室的模擬結果反復潑下冷水:數(shù)十億年前的大氣、海洋和能量條件,似乎就是湊不出足夠濃度的糖來支撐復雜的分子演化。另一方的假說則把目光投向地外——糖可能跟著隕石、彗星,從宇宙深處空降到年輕的地球上。
這場辯論此前已經(jīng)有了一些外部籌碼。天文學家曾在隕石和小行星碎塊里發(fā)現(xiàn)過葡萄糖,甚至發(fā)現(xiàn)了核糖——就是組裝RNA所需的那一種糖。這些發(fā)現(xiàn)暗示,地外的確能產(chǎn)糖,并且能在穿越大氣層的烈火中幸存,最終落到地球上。但“可能”和“確認”之間,始終隔著一層薄霧。沒有人在星際空間直接抓到過自由漂浮的糖分子,直到這次新的調查結果出現(xiàn)。
今年發(fā)表于《自然·天文學》的一項研究,第一次把糖的信號鎖定在了銀河系中心方向的一片分子云里。研究人員利用位于法國格勒諾布爾附近IRAM毫米波射電天文研究所的兩臺高靈敏度望遠鏡,對編號為G+0.693-0.027的氣體云附近區(qū)域進行了細致的光譜掃描。這片云距離我們大約27000光年,由低溫氣體和塵埃組成,是新生恒星的潛在搖籃,也是復雜分子悄悄搭建的暗處實驗室。
在電磁波譜的毫米波段,每一種分子都會留下獨一無二的“指紋”——一組特征譜線。研究團隊在浩繁的數(shù)據(jù)中,辨認出12條譜線,與實驗室里赤蘚酮糖的已知信號完美吻合。這下,糖的存在就不是推測,而是實實在在的探測結果了。
赤蘚酮糖這個名字聽起來陌生,但其實離我們很近。它是一種四碳糖,分子骨架由四個碳原子構成,比我們熟悉的葡萄糖(六碳)和核糖(五碳)都要短小。在地球上,這種糖最常見于兩類場景:覆盆子的清爽甜味中有它的影子,許多“免曬美黑霜”里也利用它和皮膚蛋白的反應制造出人做古銅色。現(xiàn)在,人們在遠離任何美妝柜臺幾萬光年外的地方發(fā)現(xiàn)了它的大量庫存。
更讓人意外的是,這次發(fā)現(xiàn)的赤蘚酮糖數(shù)量之多,把同一片云中結構類似的三碳糖遠遠甩在后面。數(shù)據(jù)顯示,云中赤蘚酮糖的豐度至少是同區(qū)域三碳糖的8倍,而后者壓根兒沒有檢測到。這種不成比例的存在,意味著它的形成路徑可能跳脫了傳統(tǒng)認知。
過去,許多天體化學家接受這樣一種“砌墻”模型:星際分子像串珠子一樣,在已有的碳骨架上依次添加碳
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