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氮氧分子现身土卫二 借此寻找生命还差得远

  这不是地球某处的火山喷发,而是在遥远的土星卫星——土卫二上的一幕。更令人惊讶的是,科学家通过观测数据得出结论:在土卫二的冰粒中,发现了含氮和氧的化合物,这在地球上属于形成氨基酸的重要成份。近日,《皇家天文学会月报》报道了德国柏林自由大学研究小组的这一研究成果。

  这次发现无疑让人浮想联翩,对于地球生命来说,氨基酸是生命的基石,而此次发现的两种分子,正是氨基酸化学反应的一部分。那么,这是否意味着土卫二有可能孕育出新的生命?专家们又是如何看待这样的发现呢?

  土星是太阳系八大行星之一。远远看去,土星有一个美丽的光环,这个光环其实是由无数个小块物体组成,其中就包括许多大大小小的卫星。目前,已发现的土星卫星达82颗,最著名的土卫六上甚至有大气。

  与土卫六相比,土卫二并不出众。它体型仅为土卫六的十分之一,表面被厚厚的白雪覆盖。科学家认为,土卫二的冰壳下方存在一个巨大的地下海洋,其水量超过地球海洋的两倍,而水正是支持生命存在的最基础条件。

  1997年,人类发射了土星探测器“卡西尼”号。“卡西尼”号在飞经土卫二时,拍摄到巨大的“羽毛”——这其实是土卫二地壳裂缝中喷射出的羽状气流。

  这些羽状气流来自土卫二深海底部的热液喷口,这些喷口喷射出的物质,最终变成了小颗粒冰和水蒸气。

  “卡西尼”号曾多次飞越“羽毛”,用它的宇宙尘埃分析仪、离子和中性质谱仪进行探测。在“卡西尼”号传回的数据中,德国柏林自由大学研究团队有了惊人的发现。

  “我们发现了更小且可溶的有机结构单元——可能是氨基酸和其他地球生命必需成分的初期形式。”该论文的联合作者乔恩·希利尔表示。

  这项研究揭示出土卫二的地下海洋存在着大量的活性物质,为在土卫二上寻找生命迹象带来一道曙光。“如果条件合适,来自土卫二地下海洋的分子可能和我们在地球上看到的有着相同的反应过程。我们还不知道地球以外的生命是否需要氨基酸,但是发现这些构成氨基酸的分子是解开谜团的重要环节。”该团队负责人诺伊尔·赫瓦贾(Nozair Khawaja)表示。

  这些有机化合物是氨基酸的主要组成部分。那么,其存在是否意味着土卫二上有生命或能够孕育生命呢?几位中国科学家给出了几乎否定的回答。

  南京大学天文与空间科学学院教授张辉认为,这是一个意料之中的发现。早在20世纪,就已发现星际大分子。在原恒星盘里存在除了氢气和氦气以外的化合物十分正常,碳、氮、氧等元素都可以在恒星核反应中形成,经过超新星爆发而散播到星云里,然后再形成第二代、第三代等恒星,其中就会含有这些元素,在一定的温度和光照之下,经过一系列光化学反应形成甲烷、二氧化碳、氨气等化合物,是自然而然的过程。

  “我们甚至可以在太阳系外的行星大气里发现水蒸气。但这和宜居行星还有很大的距离。”张辉表示,这些有机分子的发现,提供了一种生物存在可能性,应该乐观但谨慎。

  中国科学院国家天文台研究员郑永春也表示,人类在陨石、彗星中就曾发现复杂的有机化合物,包括氨基酸、核苷酸等。“这些有机化合物并不代表那个星球上有生命,因为生命需要有机化合物,但是有机化合物不一定是生命活动形成的。”

  郑永春告诉记者,地球生命究竟起源于自身的有机物质还是来自外太空,仍在争论之中。从目前来看,只有在地球这样温暖、适宜的环境下,有机化合物才能够发展成生命。而在类似土卫二的星球上,不太可能发展出生命。

  “虽然人类早就知道组成生命的主要物质是什么,现代科技水平也在不断进步,但是至今没有任何人能在实验室合成出生命体。”现代古生物学和地层学国家重点实验室主任、中国科学院南京地质古生物研究所研究员袁训来说:“即使在土卫二发现了氨基酸也不是令人惊奇的事,从有机化合物到生命是一个非常复杂而漫长的过程。”

  地球早期生命的起源确实与氨基酸有关,但是仅有氨基酸还不够,蛋白质、嘌呤、嘧啶等物质都是生命的组成部分。“最重要的是需要把它们组装在一起,才能形成生命。”袁训来表示,“这有非常大的偶然性,概率比买彩票中大奖还要低得多。”

  袁训来认为,地球生命的出现是一个漫长的过程,在至少2亿—4亿年间,大自然不断地尝试,让这些物质反复组合,最终才“试验成功”,组装出生命体。这样看来,外太空的有机化合物想要演化成生命体,缺的不是原料,而是那份运气。(张 晔)

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