罗塞塔确认,彗星上存在生命形成关键成分

罗塞塔探测器拍摄的67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星。图片来源：ESA/Rosetta/Navcam/PA

地球上与生命起源有关的关键成分，包括甘氨酸（glycine）和磷（构成DNA和细胞膜的关键化学元素），都已经在67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星（67P/Churyumov-Gerasimenko）上被发现了。

水和有机分子可能是小行星和彗星之类的天体通过撞击的方式带到早期的地球上来的，这种可能性长久以来始终是一个重要的争议课题。

人们曾经认为，地球上的水主要由彗星带来。此前，环绕67P彗星展开探测的欧洲空间局罗塞塔探测器（Rosetta）找到的证据并不支持这一观点。罗塞塔上的离子与中性粒子光谱仪（ROSINA）证明，67P彗星上的水在同位素构成比例上与地球上的水存在显著差异。不过现在，同一台设备证明，就算彗星并非地球上水的主要来源，它们仍然有潜力给地球送来构成生命的关键成分。

天文学家已经在星际介质中辨别出了超过140种不同的分子，然而其中并没有找到任何一种氨基酸。尽管美国航空航天局（NASA）的星尘号探测器（Stardust）2004年飞掠怀尔德2号彗星（Comet Wild 2）时采集的尘埃颗粒样本中曾经检测到甘氨酸的踪迹，但这些样品在分析过程中可能受到地面污染，这种可能性无法被排除。现在，罗塞塔探测器在67P彗星的弥散大气，即彗发（coma）中，首次确凿无疑地检测到了彗星上的甘氨酸。

第一次检测到甘氨酸是在2014年10月，不过分析所用的大部分数据是在2015年8月彗星经过近日点时测得的，此时这颗彗星距离太阳最近，向外喷射的气流也最为强烈。瑞士伯尔尼大学空间及宜居性研究中心的凯瑟琳·阿尔特韦格（Kathrin Altwegg）是ROSINA设备的首席研究员，也是这项研究的领导者。她说，“这是首次在一颗彗星稀薄的大气中确凿无疑地检测到甘氨酸。”

想要检测出甘氨酸非常困难，因为它自身不怎么发生化学反应――甘氨酸差不多要到150℃才会升华为气体，意味着由于彗星表面和地下的温度太低，几乎不会有甘氨酸以气体形式被释放出来。阿尔特韦格说，“我们发现甘氨酸与尘埃强烈相关，表明它可能是从尘埃颗粒的冰质外壳中释放出来的，这些尘埃颗粒在彗发中被加热，使得甘氨酸与其他挥发物质一起被释放出来。”

与此同时，这些科学家还检测到了甲胺（methylamine）和乙胺（ethylamine）这两种有机分子，它们可能成构成甘氨酸的前身物质。甘氨酸是唯一一种已被证明不需要液态水就能够形成的氨基酸。阿尔特韦格说，“同时存在的甲胺和乙胺，以及尘埃和甘氨酸之间的关联，暗示了这些甘氨酸形成的过程。”

ROSINA还作出了另一项激动人心的发现――首次在一颗彗星上发现了磷。这是所有生物体内都有的一种关键元素，存在于在DNA和RNA的结构框架上。

“ROSINA已经在彗星上辨别出了大量有机分子，现在又令人兴奋地确认了甘氨酸和磷之类构成生命的基本成分，证明了我们的想法――彗星有潜力给地球上生命出现之前的化学过程带来关键分子。”欧洲空间局罗塞塔项目科学家马特·泰勒（Matt Taylor）表示，“证明彗星是太阳系中原初物质的储备库，是将这些生命关键成分运送到地球上的‘容器’，这是罗塞塔任务的关键目标之一。我们很高兴得到了这个结果。”

探讨相关研究的论文，近日发表在《科学进展》（Science Advances）上。（编辑：Steed）