2020年12月6日凌晨,一個天外來客降落在澳大利亞南澳洲北部的沙漠,日本JAXA宇宙科學研究所的工作人員從中取到了兩管5.4克物質。
3月21日,日本科學家宣布,在這兩管物質中發現了RNA的化學組成之一尿嘧啶,以及維生素B3,強烈表明,這些具有生命起源意義的分子通常是在碳質小行星中形成,并被傳送到了早期地球。
兩年多以前降落在南澳沙漠的天外來客,是日本2014年12月3日發射的隼鳥2號的回收艙。
2019年2月,隼鳥2號登陸龍宮,發射一枚鉭彈掀起表面物質,采集到一管樣本。
隨后在當年4月,隼鳥2號又發射了一枚更大的銅彈,炸開龍宮表面,在7月份登陸取到了龍宮地表下的第二管樣本。
樣本取回日本后,日本北海道大學、日本海洋地球科學技術廳的天體化學家開始對其進行研究,科學家們將材料浸泡在熱水中,隨后進行了液相色譜和高分辨率質譜分析。
結果令人大吃一驚,科學家們在兩管樣本中,都發現了兩種對生物體必不可少的有機化合物,包括RNA的組成成分尿嘧啶,以及對新陳代謝至關重要的煙酸,也就是維生素B3。
RNA是一種存在于所有活細胞中的分子,對基因的編碼、調節和活性至關重要。
尿嘧啶(U)是RNA的4種堿基之一,與腺嘌呤(A)配對,在DNA中,尿嘧啶則被胸腺嘧啶(T)取代,將尿嘧啶甲基化即得胸腺嘧啶。
科學家們一直懷疑,45億年前地球形成時,來自太空的彗星、小行星和隕石撞擊,可能為地球帶來了生命所需的化合物,從而為第一批微生物的誕生鋪平了道路。
此前科學家們已在地球上發現的富含碳的隕石中,發現了關鍵的有機分子,包括尿嘧啶和煙酸,但這些隕石一直無法排除地球有機物污染的問題。
而這次在直接來自小行星,沒有地球污染的物質中提取到尿嘧啶和煙酸,以及其他一些有機分子,包括一系列的氨基酸、胺和羧酸,說明這些具有生物學意義的生命組成成分,確實存在于地外環境中。
科學家們認為,它們作為小行星的組成部分,可能確實在地球形成初期來到了地球,科學家們懷疑它們可能在生命起源前發揮了作用。
這些物質在小行星龍宮上的兩個地方都發現了,只是表面的濃度要低于地下的濃度,這意味著表面的有機分子更容易被太空中的高能粒子降解。
那麼這些物質是如何形成的呢?科學家們認為,這可能是星際空間的冰冷物質在星光引發的化學反應下形成的。
目前還僅從龍宮一顆小行星的物質中發現了這些生命相關的關鍵有機物,而美國宇航局(NASA)的冥王號探測器已在2020年10月登陸另一顆小行星貝努,取得了最多可能達到2千克的樣本,將于今年9月24日返回地球。
如果再在冥王號取回的樣本中發現類似的有機物,那麼就可以說明,構成地球生命的一些關鍵成分,可能在太空中大量存在,并有可能是地球生命的最初來源。
美國和日本已簽署了樣本交換和研究方面的合作協議,將交換部分樣本,并共享軟件、數據和分析技術,或許很快我們就可以看到越來越清晰地結論了。