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  土星最大的卫星:土卫六:使用美国卡西尼探测器在2006年10月9日和25日拍摄的图像合成

  据国外媒体报道,一项最新研究结果显示,土星最大的卫星土卫六(Titan)表面可能存在复杂的有机分子,它们是组成我们所知生命形式的基础单元。研究人员在实验室中模拟土卫六上空富含氮气的高层大气中发生的各种化学反应。模拟的结果显示,不用费很大周折,模拟环境中便生成了不同的复杂分子,包括氨基酸和核苷酸。

  “在大气层环境中这些反应都可以发生,”莎拉·赫斯特(Sarah Horst)在一份声明中说。她是此项研究的参与人员,目前正在亚利桑那大学进行硕士研究。“我们不需要借助水分,我们也不需要依赖地面。我们已经证明,在大气层外缘同样可以生成复杂的大分子。”

  地球上的生命形式都基于DNA或RNA的基因系统,这一系统本身由五种基本的碱基组成。此次实验中产生的分子中包含了全部这五种碱基:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶,以及两种最简单的氨基酸:甘氨酸和丙氨酸。赫斯特7号已经在于加州帕萨迪纳召开的美国天文年学会行星科学分部会议上宣布了上述发现成果。

  土卫六的大气层非常浓厚,成分与地球类似,都是以氮气为主。所不同的是土卫六表面的温度远远低于地球,其平均表面温度是零下179摄氏度,液态水是无法存在的。在这一特殊环境下,其气候系统基于甲烷。土卫六上有甲烷雨,降雨过后涓涓细流汇入湖泊。

  赫斯特告诉记者,土卫六的上层大气中拥有所有合成地球上具有的复杂分子的所有物质。一些来源不明的超大分子正悬在那里漂浮,它们中有一些包含多达1000个碳原子。

  土卫六的上层大气中也检测出了氧气成分。这可能是另一颗土星卫星土卫二表面的“喷泉”导致。土卫二南极附近有剧烈的“温泉”喷发,在猛烈太阳粒子的打击下,水分子被打裂,生成氧原子。

  赫斯特和她的同事们希望了解这样的环境中发生的化学反应将会生成哪些分子,因此他们进行了这次的实验。开始时,研究人员在一个反应仓内注入低温的氮气、甲烷和一氧化碳气体,尽可能模拟土卫六上层大气中的状况。之后她们使用无线电波段辐射轰击气体,这样的轰击足以打破氮原子之间的化学键。

  无线电波段辐射并非对太阳辐射的模拟,但是这符合小组的目的,赫斯特说。 “最重要的是,我们有足够的能量可以轰开氮原子的化学键,”她说。“我们知道土卫六上空也存在这样足以打断氮原子化学键的能量。”

  实验的结果生成了很多复杂的分子;赫斯特介绍说,借助质谱仪,研究小组已经从这些产物中识别出大约2万种不同的物质分子。其中包括氨基酸和核苷酸。这是大气模拟实验中第一次在没有水的参与下生成此种物质。

  科学家们表示,此项研究结果告诉我们土卫六的上层大气可能正扮演这样一个角色,即充当前生命物质分子的储藏室,这些前生命物质将可以作为生命诞生的基础。

  这一发现对于我们思考地球上生命起源的探究也将带来新鲜的启发。传统观点认为地球生命始于一种被称作“原始汤”的富含有机质的原始海洋环境,但是现在我们也许可以猜测最早的生命物质不是诞生于海洋,而是在地球上空原始大气中的某处。

  最为重要的是,研究结果告诉我们,对这些问题的研究可以在一个全球规模的巨大实验室里进行。尤其是和地球大气成分接近的土卫六,以便获取这方面的更多认识。

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