科技日?qǐng)?bào)記者張 曄
強(qiáng)大的熱液噴口從地下噴射出物質(zhì),這些物質(zhì)與地下水混合,釋放到水蒸氣和冰粒中……
這不是地球某處的火山噴發(fā),而是在遙遠(yuǎn)的土星衛(wèi)星——土衛(wèi)二上的一幕。更令人驚訝的是,科學(xué)家通過觀測(cè)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:在土衛(wèi)二的冰粒中,發(fā)現(xiàn)了含氮和氧的化合物,這在地球上屬于形成氨基酸的重要成份。近日,《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》報(bào)道了德國(guó)柏林自由大學(xué)研究小組的這一研究成果。
這次發(fā)現(xiàn)無疑讓人浮想聯(lián)翩,對(duì)于地球生命來說,氨基酸是生命的基石,而此次發(fā)現(xiàn)的兩種分子,正是氨基酸化學(xué)反應(yīng)的一部分。那么,這是否意味著土衛(wèi)二有可能孕育出新的生命?專家們又是如何看待這樣的發(fā)現(xiàn)呢?
地下海洋長(zhǎng)出“翅膀”
土星是太陽系八大行星之一。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去,土星有一個(gè)美麗的光環(huán),這個(gè)光環(huán)其實(shí)是由無數(shù)個(gè)小塊物體組成,其中就包括許多大大小小的衛(wèi)星。目前,已發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星達(dá)82顆,最著名的土衛(wèi)六上甚至有大氣。
與土衛(wèi)六相比,土衛(wèi)二并不出眾。它體型僅為土衛(wèi)六的十分之一,表面被厚厚的白雪覆蓋?茖W(xué)家認(rèn)為,土衛(wèi)二的冰殼下方存在一個(gè)巨大的地下海洋,其水量超過地球海洋的兩倍,而水正是支持生命存在的最基礎(chǔ)條件。
1997年,人類發(fā)射了土星探測(cè)器“卡西尼”號(hào)!翱ㄎ髂帷碧(hào)在飛經(jīng)土衛(wèi)二時(shí),拍攝到巨大的“羽毛”——這其實(shí)是土衛(wèi)二地殼裂縫中噴射出的羽狀氣流。
這些羽狀氣流來自土衛(wèi)二深海底部的熱液噴口,這些噴口噴射出的物質(zhì),最終變成了小顆粒冰和水蒸氣。
“卡西尼”號(hào)曾多次飛越“羽毛”,用它的宇宙塵埃分析儀、離子和中性質(zhì)譜儀進(jìn)行探測(cè)。在“卡西尼”號(hào)傳回的數(shù)據(jù)中,德國(guó)柏林自由大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)有了驚人的發(fā)現(xiàn)。
“我們發(fā)現(xiàn)了更小且可溶的有機(jī)結(jié)構(gòu)單元——可能是氨基酸和其他地球生命必需成分的初期形式。”該論文的聯(lián)合作者喬恩·希利爾表示。
這項(xiàng)研究揭示出土衛(wèi)二的地下海洋存在著大量的活性物質(zhì),為在土衛(wèi)二上尋找生命跡象帶來一道曙光!叭绻麠l件合適,來自土衛(wèi)二地下海洋的分子可能和我們?cè)诘厍蛏峡吹降挠兄嗤姆磻?yīng)過程。我們還不知道地球以外的生命是否需要氨基酸,但是發(fā)現(xiàn)這些構(gòu)成氨基酸的分子是解開謎團(tuán)的重要環(huán)節(jié)!痹搱F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人諾伊爾·赫瓦賈(Nozair Khawaja)表示。
生命“實(shí)驗(yàn)”沒這么容易
這些有機(jī)化合物是氨基酸的主要組成部分。那么,其存在是否意味著土衛(wèi)二上有生命或能夠孕育生命呢?幾位中國(guó)科學(xué)家給出了幾乎否定的回答。
南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授張輝認(rèn)為,這是一個(gè)意料之中的發(fā)現(xiàn)。早在20世紀(jì),就已發(fā)現(xiàn)星際大分子。在原恒星盤里存在除了氫氣和氦氣以外的化合物十分正常,碳、氮、氧等元素都可以在恒星核反應(yīng)中形成,經(jīng)過超新星爆發(fā)而散播到星云里,然后再形成第二代、第三代等恒星,其中就會(huì)含有這些元素,在一定的溫度和光照之下,經(jīng)過一系列光化學(xué)反應(yīng)形成甲烷、二氧化碳、氨氣等化合物,是自然而然的過程。
“我們甚至可以在太陽系外的行星大氣里發(fā)現(xiàn)水蒸氣。但這和宜居行星還有很大的距離。”張輝表示,這些有機(jī)分子的發(fā)現(xiàn),提供了一種生物存在可能性,應(yīng)該樂觀但謹(jǐn)慎。
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄭永春也表示,人類在隕石、彗星中就曾發(fā)現(xiàn)復(fù)雜的有機(jī)化合物,包括氨基酸、核苷酸等。“這些有機(jī)化合物并不代表那個(gè)星球上有生命,因?yàn)樯枰袡C(jī)化合物,但是有機(jī)化合物不一定是生命活動(dòng)形成的。”
鄭永春告訴記者,地球生命究竟起源于自身的有機(jī)物質(zhì)還是來自外太空,仍在爭(zhēng)論之中。從目前來看,只有在地球這樣溫暖、適宜的環(huán)境下,有機(jī)化合物才能夠發(fā)展成生命。而在類似土衛(wèi)二的星球上,不太可能發(fā)展出生命。
“雖然人類早就知道組成生命的主要物質(zhì)是什么,現(xiàn)代科技水平也在不斷進(jìn)步,但是至今沒有任何人能在實(shí)驗(yàn)室合成出生命體!爆F(xiàn)代古生物學(xué)和地層學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員袁訓(xùn)來說:“即使在土衛(wèi)二發(fā)現(xiàn)了氨基酸也不是令人驚奇的事,從有機(jī)化合物到生命是一個(gè)非常復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過程!
地球早期生命的起源確實(shí)與氨基酸有關(guān),但是僅有氨基酸還不夠,蛋白質(zhì)、嘌呤、嘧啶等物質(zhì)都是生命的組成部分!白钪匾氖切枰阉鼈兘M裝在一起,才能形成生命!痹(xùn)來表示,“這有非常大的偶然性,概率比買彩票中大獎(jiǎng)還要低得多!
袁訓(xùn)來認(rèn)為,地球生命的出現(xiàn)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,在至少2億—4億年間,大自然不斷地嘗試,讓這些物質(zhì)反復(fù)組合,最終才“試驗(yàn)成功”,組裝出生命體。這樣看來,外太空的有機(jī)化合物想要演化成生命體,缺的不是原料,而是那份運(yùn)氣。