生命的组成部分可以在年轻恒星周围迅速形成

新的研究可以解开生命的复杂组成部分是如何最初形成的谜团。

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长期以来，科学家们一直在质疑生命所需的复杂分子是如何在太阳年轻时的混乱和暴力环境中形成的。

理论上，一类被称为“球粒陨石”的陨石为地球提供了适合生命存在的物质。但问题是，含有碳、氮、氧等元素的复杂有机分子最初是如何被密封在这些陨石中的呢？

新的研究表明，这些大分子（生命的基本组成部分）形成的“热点”可能是婴儿恒星周围旋转物质盘中所谓的“尘埃陷阱”。在这里，来自中央年轻恒星的强烈星光可以在短短几十年内照射积聚的冰和尘埃，形成含碳大分子，这是相对较快的。

这意味着当较大的星子形成行星时，大分子可能已经存在，或者它们可能以小卵石的形式被密封在小行星中。这些小行星可能会因太空中的反复碰撞而分解，形成更小的天体。其中一些可能以陨石的形式到达地球。

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伦敦大学学院 Mullard 空间科学实验室的团队成员保拉·皮尼拉 (Paola Pinilla) 告诉 Space.com：“令人难以置信的是，尘埃捕集器在形成行星可能需要承载生命的大分子物质中发挥着新的关键作用。” “尘埃捕集器是尘埃颗粒成长为卵石和星子的有利区域，而卵石和星子是行星的组成部分。”
皮尼拉解释说，在这些区域中，非常小的颗粒可以通过持续的破坏性碰撞不断地重新产生和补充。这些微小的微米大小的颗粒可以很容易地被提升到围绕着新生恒星的扁平恒星形成物质云（称为原行星盘）的上层。

皮尼拉说，一旦到达这里，这些粒子就可以接受来自新生恒星的适量辐射，从而有效地将这些微小的冰粒子转化为复杂的大分子物质。

在实验室中复制太阳系的早期

像太阳这样的恒星是在巨大的星际气体和尘埃云中形成过密的斑块时诞生的。首先成为原恒星，婴儿恒星体从其诞生云的残余物中收集物质，堆积在其核心引发氢核聚变所需的质量。这是定义恒星“主序”寿命的过程，对于太阳质量的恒星来说，其“主序”寿命将持续约 100 亿年。

这颗年轻的恒星被原行星盘包围，原行星盘是在其形成和扬升到主序过程中没有被消耗的物质。顾名思义，植物就是由这种材料和圆盘内形成的，但它也解释了彗星和小行星的起源。

我们的太阳系在大约 45 亿年前经历了这个创造过程。

此前在地球实验室进行的研究表明，当这些原行星盘受到星光照射时，其中会形成由数百个原子组成的复杂分子。这些分子主要由碳构成，类似于黑烟灰或石墨烯。

尘埃捕集器是原行星盘中的高压位置，分子运动减慢，灰尘和冰粒可以在那里积聚。这些区域较慢的速度可以让颗粒生长，并且在很大程度上避免导致碎片的碰撞。这意味着它们可能对于行星的形成至关重要。

研究小组想知道星光带给这些区域的辐射是否会导致复杂的大分子形成，并使用计算机模型来测试这个想法。该模型基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 收集的观测数据，该阵列由位于智利北部的 66 台射电望远镜组成。

莱顿大学的团队成员 Nienke van der Marel 表示：“我们的研究是天体化学、ALMA 观测、实验室工作、尘埃演化以及太阳系陨石研究的独特结合。” “我们现在可以使用基于观察的模型来解释大分子是如何形成的，这真的非常酷。”

该模型向团队表明，在除尘器中制造大分子是一个可行的想法。

伯尔尼大学的团队负责人 Niels Ligterink 表示：“当然，我们本来希望得到这个结果，但结果如此明显，真是令人惊讶。” “我希望同事们能够更多地关注重辐射对复杂化学过程的影响。大多数研究人员关注的是几十个原子大小的相对较小的有机分子，而球粒陨石大多含有大的大分子。”

皮尼拉总结道：“在不久的将来，我们期待使用阿塔卡马大型毫米波阵列 (ALMA) 等强大的望远镜，通过更多的实验室实验和观测来测试这些模型。”

该团队的研究成果于周二（7 月 30 日）发表在《自然天文学》杂志上。

最初发布于Space.com。