北京
由美国麻省理工学院的研究团队主导的科学家小组，近日在遥远的星际气体和尘埃云中发现了含有碳的大型分子。
对于那些关注已知星际分子并希望揭开生命起源之谜的科学家而言，这一发现意义重大。
然而，这不仅仅是又一个分子的发现。据《科学》期刊今日报道，这项研究表明，在孕育我们太阳系的寒冷而黑暗的星际气体云中，复杂的有机分子（含碳和氢）早已存在。
更为重要的是，这些分子在地球形成后仍然保持稳定。这一发现为我们理解地球生命的早期起源提供了新的视角。
难以摧毁，亦难以探测
此次发现的分子名为芘（Pyrene），属于多环芳烃（PAH）。这一名称说明它由碳原子环组成。
碳化学是地球生命的核心，而多环芳烃在星际介质中长期被认为十分丰富，因此在地球碳基生命起源的理论中扮演了重要角色。
芘分子，由碳原子（黑色）和氢原子（白色）组成。
我们知道空间中存在许多大型PAH，因为天体物理学家通过可见光和红外光发现了它们的迹象。但具体是哪些PAH，仍然不清楚。
芘是目前在星际空间中发现的最大PAH，尽管它属于所谓的“小型”或简单PAH，含有26个原子。过去曾认为这种分子无法在恒星形成的恶劣环境中幸存，因为新生恒星的辐射会摧毁复杂分子。
实际上，曾一度认为在太空中无法存在超过两个原子的分子，直到科学家们实际发现了它们。此外，化学模型表明，芘一旦形成就非常难以被摧毁。
去年，科学家在小行星龙宫的样本中发现了大量芘。他们认为其中至少有一部分来自于太阳系形成前的寒冷星际云。
那么，为什么不去其他寒冷的星际云寻找呢？天体物理学家面临的问题是，我们没有直接探测芘的工具——它对无线电望远镜不可见。
使用示踪剂
该团队探测到的分子是1-氰芘，它是芘的“示踪剂”，由芘和星际空间中常见的氰化物相互作用形成。
研究人员使用位于西弗吉尼亚的绿岸望远镜观测了金牛座分子云TMC-1。与芘不同，1-氰芘可以被无线电望远镜探测到，因为它能发出无线电波，仿佛是微小的“无线电台”。
由于科学家们已知1-氰芘与芘的比例，因此可以估算出星际云中的芘含量。
研究发现的芘含量相当可观。这一发现表明，在能够孕育恒星和行星系统的寒冷黑暗分子云中，可能存在大量的芘。
距离地球约450光年的金牛座分子云的宽幅图像。其相对较近的距离使之成为研究恒星形成的理想场所。许多黑暗的尘埃云在背景星光下显得格外明显。(ESO/数字化天空调查2。致谢：Davide De Martin)
生命复杂的诞生
我们逐渐在描绘地球生命演化的图景。它告诉我们，生命的原材料来自于太空——至少用于构建生命的复杂有机前生物分子确实来自太空。
芘能够在恒星诞生的恶劣环境中存活下来，正如龙宫小行星的发现所揭示的，是这一故事的重要部分。
简单的单细胞生命形式几乎在地球表面冷却到足以保留复杂分子后立即出现在化石记录中。这大约是在37亿多年前，而地球历史已有约45亿年。
在化石记录中出现如此快速的简单生命，意味着生命化学起源不可能仅由两三个原子的简单分子构成。
在金牛座分子云中发现的1-氰芘表明，复杂分子确实能够在我们太阳系形成的恶劣环境中幸存。因此，当约37亿年前地球上出现早期碳基生命时，芘已经准备好构建生命的基础。
这一发现还与过去十年的另一重要发现有关——星际介质中首次发现了手性分子丙烯氧化物。手性分子对早期地球表面简单生命的演化至关重要。生命的单向性之谜正逐渐被揭开。
迄今为止，我们的理论表明，地球上早期生命的分子来自太空，正逐步得到验证。
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