美國麻省理工學院研究人員領導的研究團隊在遙遠的星際氣體和塵埃雲中發現了含有碳的大分子。
這對我們這些保留清單的人來說是令人興奮的已知的星際分子希望我們能夠弄清楚宇宙中生命是如何產生的。
但它不僅僅是該系列的另一個分子。結果，報道了今天在雜誌上科學，顯示複雜的有機分子（含有碳和氫）可能存在於形成我們太陽系的寒冷、黑暗的氣體雲中。
此外，這些分子一直保持在一起，直到地球形成之後。這對於我們了解地球上生命的早期起源非常重要。
難以摧毀、難以被發現
這種分子稱為芘，是一種多環芳烴，簡稱 PAH。這個聽起來很複雜的名字告訴我們這些分子是由碳原子環組成的。
碳化學是地球生命的支柱。人們早就知道星際介質中富含多環芳烴，所以他們的特點很突出關於地球上碳基生命如何形成的理論。
我們知道有太空中有許多大型多環芳烴因為天文物理學家已經在可見光和紅外光中檢測到了它們的跡象。但我們不知道它們具體是哪些多環芳烴。
芘是目前在太空中檢測到的最大的多環芳烴，儘管它被稱為「小」或簡單的多環芳烴，有 26 個原子。長期以來，人們一直認為這些分子無法在恆星形成的惡劣環境中生存，因為當一切都沐浴在新生太陽的輻射中時，複雜的分子就會被破壞。
事實上，由於這個原因，人們一度認為超過兩個原子的分子不能存在於太空中，直到他們真正被發現。此外，化學模型顯示芘非常難以摧毀一旦形成。
去年，科學家報道稱他們發現了大量的芘在樣本中龍宮在我們自己的太陽系中。他們認為至少其中一部分肯定是來自太陽系之前的寒冷星際雲。
那麼為什麼不看看另一個寒冷的星際雲來尋找一些呢？天文物理學家面臨的問題是，我們沒有直接探測芘的工具──射電望遠鏡看不到它。
使用追蹤器
該團隊檢測到的分子稱為 1-氰基芘，我們稱之為芘的「示踪劑」。它是由芘與氰化物相互作用形成的，氰化物在星際空間中很常見。
研究人員使用了西維吉尼亞州的綠岸望遠鏡看看金牛座的金牛座分子云或 TMC-1。與芘本身不同，1-氰基芘可以被電波望遠鏡偵測到。這是因為 1-氰基芘分子充當小型無線電波發射器——地球無線電台的微型版本。
由於科學家知道 1-氰基芘與芘的比例，因此他們可以估計星際雲中芘的含量。
他們發現的芘含量非常可觀。重要的是，金牛座分子雲中的這項發現表明，寒冷、黑暗的分子雲中存在大量芘，這些分子雲最終形成了恆星和太陽系。
生命的複雜誕生
我們正在逐步建構地球生命如何演化的圖像。這張照片告訴我們生命來自太空——嗯，至少是複雜的有機的、前生物的形成生命所需的分子確實。
正如龍宮的發現所表明的那樣，芘在與恆星誕生相關的惡劣條件下倖存下來，是這個故事的重要組成部分。
在地球表面冷卻到足以不蒸發複雜分子後，由單一細胞組成的簡單生命幾乎立即（從地質和天文學角度）出現在地球的化石記錄中。這件事發生了超過37億年前地球大約有 45 億年的歷史。
對於簡單的生物體如此迅速地出現在化石記錄中，化學反應沒有足夠的時間從兩個或三個原子的簡單分子開始。
金牛座分子雲中 1-氰基芘的新發現表明，複雜的分子確實可以在太陽系形成的惡劣條件下生存。因此，當芘在約 37 億年前的早期地球上出現時，它可以成為碳基生命的支柱。
這項發現也與過去十年的另一個重要發現有關——星際介質中的第一個手性分子環氧丙烷。我們需要手性分子來使簡單生命形式的演化發揮作用在早期地球表面。
到目前為止，我們關於地球早期生命分子來自太空的理論看起來不錯。
瑪麗亞坎寧安，物理學院榮譽高級講師，新南威爾斯大學 悉尼
