星際物質中存在著孕育地球生命的復雜有機分子


Interstellar Space Molecules That Help Form Basic Life Structures Identified



ScienceDaily — 來自西班牙加那利群島天文研究所(Instituto Astrofísica de Canarias,簡稱 IAC)的研究人員表示,他們成功的從星際物質中分析出一種稱為「萘(naphthalene,讀音同奈)」的物質,這是目前已知被分析出來最複雜的有機分子。這項發現也不得不讓科學家們提出一個有關地球上生命出現的假設:那就是當我們太陽系形成時、生命起源之前,許多生命所需的必要有機分子就已經存在於星際物質中。



圖1. Using various telescopes in La Palma (including the Telescopio Nazionale Galileo) and Texas, IAC researchers have detected the presence of naphthalene in the interstellar medium in the direction of the star Cernis 52 in the constellation Perseus. This molecule consists of two hexagonal rings of carbon atoms surrounded by hydrogen atoms. (Credit: Sources: Miguel Briganti (IAC), Digital Sky Survey, David Barrado.



圖2. Naphthalene 化學結構



圖3. Naphthalene 激發光譜圖(excitation spectrum)


IAC 研究人員 Susana Iglesias-Groth、Arturo Manchado 及 Aníbal García 與他們的同僚Jonay González(巴黎天文台,Paris Observatory)與 David Lambert(德州大學,University of Texas)將這樣的研究結果發表在 Astrophysical Journal Letters 期刊上。



圖4. Arturo Manchado 博士


研究人員在恆星 Cernis 52 方向的「英仙座(Perseus)」區域中發現了萘的存在。IAC 的研究員 Susana Iglesias-Groth 這樣說到:「我們在距離地球 700 光年遠的地方發現了一個星雲,在那裡偵測到了萘陽離子的存在。在那個星座裡出現的光譜與實驗室裡所測量得到的萘陽離子光譜具有一致性。」



圖5. Perseus 英仙座


Iglesias Groth 進一步補充到:「我們將進一步的在那個區域裡面找尋結構更複雜的分子,包含氨基酸等等。」當紫外光碰上水以及氨,這兩者均大量的存在於星際物質當中,再加上萘,也許就有能力製造出相當廣泛的氨基酸以及「萘醌(naphthoquinones)」類化合物,它是一種維他命的前驅物。



圖6. Naphthoquinone 化學結構


上述這些分子在地球上面的演化過程中均扮演著相當重要的角色。事實上,萘這種有機分子也可以在墜落於地球的隕石表面發現它的蹤跡,而且生命就出現在這種隕石以驚人的密度大量的從天而降時。

而這項研究同時也讓我們瞭解到在星際物質的觀察領域中一項相當吸引人的問題。過去 80 年來,存在且已知了上百種與星際物質相關的光譜光帶(也稱為 “漫射譜帶,diffuse bands”),但是它們是如何出現的證明仍舊是一團迷。

Iglesias-Groth 說到:「我們的研究成果指出,像是萘這一類的多環性芳香族碳氫化合物存在於漫射譜帶,而且它應該是廣泛的存在於星際物質之中。」


Journal reference:
Iglesias-Groth et al.
Evidence for the Naphthalene Cation in a Region of the Interstellar Medium with Anomalous Microwave Emission.
The Astrophysical Journal, 2008; 685 (1): L55
DOI: 10.1086/592349


Adapted from materials provided by Instituto de Astrofisica de Canarias.


原始報導:
ScienceDaily:Interstellar Space Molecules That Help Form Basic Life Structures Identified


延伸閱讀:
1. 星光譜線



圖7. 星光光譜線示意圖


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原來...我們都是外星人!科科~


BTW,這讓我想到過去在學有機化學時,第一堂課便有上到西元 1828 年由德國化學家 Friedrich Wöhler 發現原來「尿素,Urea」這種有機分子可以利用無機分子以人工的方法製造出來!他本來是想要用無機鹽氰酸鉀(potassium cyanate)硫酸銨(ammonium sulfate)一起反應來製備氰酸銨(ammonium cyanate),結果卻得到有機化合物 - 尿素。



圖8. 1828 年發現尿素可以經由人工製造出來的德國化學家 Friedrich Wöhler


架構生命的框架是有機分子,有機分子又能用無機物質來創造,現在又發現宇宙裡面不但有無機分子也有複雜的有機分子,這些有機分子分散在宇宙無數星辰中,宇宙星辰從宇宙大爆炸中產生,而人類現在正在利用大型強子對撞機(LHC)模擬宇宙大爆炸,宇宙大爆炸之後誕生星辰無數,無數星辰中又含有無機分子,這當中也含有有機分子...這故事講不完了,這下子......