作者:Sasan Esmaili 来源:《化学物理学杂志》 发布时间:2017/12/18 13:27:08
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生命基本成分或许源自太空

 

生命所需的分子源自何处?一种可能是小的有机分子最先出现在地球上并在随后被结合成较大的分子,比如蛋白质和碳水化合物。不过,另一种可能性是它们源自太空,或许就在太阳系内。一项日前发表于美国物理联合会所属《化学物理学杂志》的最新研究证实,一些小型有机分子能在充满辐射的像太空一样的寒冷环境中形成。

来自加拿大谢布鲁克大学的研究人员创建了模拟太空的环境。在这种环境下,含有甲烷和氧气的冰薄膜被电子束辐射。当电子或者其他形式的辐射撞击所谓的分子冰时,化学反应发生并且有新的分子形成。此项研究利用了若干先进技术,包括电子诱导脱附、X射线光电子能谱学和程序升温脱附。

试验是在真空条件下开展的。采用的分析技术以及模拟外太空的高真空环境均需要这种条件。这些试验利用的含有甲烷和氧气的结冰薄膜进一步模拟了像太空一样的环境,因为各种冰(不只是冻结的水)在星际物质中致密、寒冷的分子云层中的尘埃颗粒附近形成。这些种类的冰环境还存在于太阳系的天体中,比如彗星、小行星和月亮。

所有这些太空中的结冰表面都会接受各种形式的辐射,并且经常是在磁场的作用下发生的。这会加快来自星际(太阳)风的带电粒子撞击这些冰冻物体的速度。此前研究通过利用紫外线或者其他形式的辐射,分析了可能在太空环境中发生的化学反应。但最新研究是首次详细探寻次级电子所发挥的作用。

当诸如X射线或者重粒子同物质发生相互作用时,大量的次级电子便会产生。这些被称为低能电子(LEE)的电子仍然拥有足够的能量诱导进一步的化学反应。最新研究分析了同冰薄膜发生相互作用的LEE。该团队此前开展的研究考虑的是被LEE辐照的冰产生的带正电荷反应产物,而日前报告的工作扩展了此前研究,将在产生后仍嵌在薄膜中的负离子和新分子包括进来。

研究人员发现,各种小型有机分子在受LEE辐照的冰薄膜中产生。丙烯、乙烷和乙炔均在由冻结甲烷构成的薄膜中形成。当甲烷和氧气的冻结混合物被LEE辐照时,他们发现了乙醇形成的直接证据。

诸如甲醇、醋酸、甲醛等很多其他小型有机分子的间接证据也被发现。此外,X射线和LEE均产生了类似结果,尽管速率不同。因此,很有可能生命的基本成分通过太空中暴露于任何形式电离辐射的冰表面上的次级电子诱导的化学反应产生。(来源:科学网 宗华 张铮铮)

 
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