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探索宇宙奧秘 · 理性思考
不到一茶匙的太空塵埃,正在改寫關于生命起源的教科書。2023年,NASA的OSIRIS-REx探測器將從小行星貝努(Bennu)采集的樣本送回地球。這批來自46億年前太陽系誕生之初的巖石,最近接受了賓夕法尼亞州立大學團隊的精密檢視。研究結果令人驚訝:構成生命的氨基酸,或許并非誕生于溫暖濕潤的液態水環境,而是在極寒、強輻射的冰凍太空中悄然成形。 這一發現直接挑戰了學界堅守數十年的傳統假說。
過去幾十年,科學界普遍認為氨基酸主要通過斯特雷克合成(Strecker synthesis)形成。這一機制需要氫氰酸、氨與醛酮類物質在液態水中發生反應,溫度還得相當溫和。正因如此,科學家一直在尋找那些曾擁有液態水海洋的古老天體,認為它們才是生命的"搖籃"。
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為了確認這一推斷,研究團隊將貝努樣本與1969年墜落在澳大利亞的默奇森隕石(Murchison meteorite)進行了詳細比對。默奇森隕石是有機化學研究的"黃金標準",其氨基酸確實顯示出液態水參與形成的同位素特征。
但貝努完全不同。它的碳氮同位素比例與默奇森存在系統性差異,暗示這兩顆天體的母體誕生于太陽系化學性質截然不同的區域。默奇森可能來自小行星帶內部,經歷了溫和的水熱活動;而貝努的母體則很可能游蕩在更寒冷、更偏遠的外太陽系,在那里,放射性衰變和宇宙射線轟擊冰層,催化了氨基酸的生成。 這種"冷合成"機制此前只在理論模型中存在,貝努樣本首次提供了確鑿的實驗證據。
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新發現還帶來了更深層的不解之謎。氨基酸具有手性,就像左手和右手互為鏡像。傳統化學認為,非生物過程產生的左右手分子應該具有完全相同的同位素組成。但貝努樣本中,谷氨酸酸的兩種鏡像形式卻顯示出截然不同的氮同位素值。
"為什么兩個鏡像分子會攜帶不同的氮信號?我們目前毫無頭緒,"巴欽斯基坦言。這一異常暗示,早期太陽系中可能存在某種未知的選擇性機制,優先在特定手性分子中富集了氮-15。這不僅關系到生命起源的化學細節,更可能觸及生命為何最終選擇了特定手性(地球上生命幾乎都使用左手氨基酸)這一根本問題。
貝努樣本的分析熱潮,也為中國即將展開的小行星探測提供了關鍵參照。2025年,中國天問二號任務將發射升空,目標是小行星2016 HO3(振蕩天星)。這不僅是一次技術驗證,更是中國首次小行星采樣返回任務。與OSIRIS-REx類似,天問二號將采用"觸碰即走"的方式采集表面物質,最終將這些原始太陽系的"時間膠囊"帶回地球。
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從默奇森到貝努,人類對宇宙生命原料的認知正在從"單一溫床"轉向"多元工廠"。一茶匙塵埃足以顛覆既有范式,而更深空的采樣返回,或許將徹底解開生命起源的終極謎題。
Baczynski, A. A., et al. (2026). Multiple formation pathways for amino acids in the early Solar System based on carbon and nitrogen isotopes in asteroid Bennu samples. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2517723123
Pennsylvania State University. (2026, February 9). Building blocks of life discovered in Bennu asteroid rewrite origin story. Phys.org.
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