科學家在小行星貝努的樣本中發現了生命的“基石”

空間探測器奧西里斯-REx帶回的小行星樣本揭示了太陽系中的生命所包含的水及其他化學成分的歷史。

空間探測器奧西里斯-REx拍攝的小行星貝努

空間探測器奧西里斯-REx于2020年從小行星貝努（Bennu）上收集了120多克珍貴的塵埃和巖石顆粒，并于2023年凱旋。雖然這次樣本回收工作是工程學上的一項驚人壯舉，但它抵達地球僅僅是科學冒險的開始。

2025年1月29日，美國宇航局（NASA）舉行新聞發布會，宣布了兩個研究貝努樣本的團隊的發現。當天發布的兩篇《自然》雜志上的論文詳細介紹了這些顆粒。研究指出，貝努上富含氨基酸，構成生物蛋白質的20種氨基酸中的14種均有發現。蛋白質是構成生命的重要物質。雖然這些氨基酸本身并不能被算作生命，但它們是生命用來構建自身的重要分子結構。它們的存在有力地支持了這些物質是由貝努等小行星帶到地球的理論。

科學家還發現了黏土和鹽水，這些物質只有在水分緩慢蒸發時才會形成。這為我們了解太陽系中水的歷史，特別是水與生命所需分子之間的相互作用提供了線索。

NASA總部科學任務理事會副局長尼基 · 福克斯（Nicky Fox）在新聞稿中表示：“小行星就像是地球歷史的時光膠囊。貝努的樣本對于我們理解太陽系中生命誕生之前的各項化學成分至關重要。”

生命的序幕

貝努和其他小行星一樣，為我們提供了一個窺探早期太陽系的窗口。對于科學家來說，這些太空巖石代表著非常原始的環境，未受到行星和衛星上復雜的天氣、水、巖石等因素的影響。它們可以展現太陽系早期存在的物質成分，以及這些物質的形成歷史。

除了14種生物氨基酸外，貝努的樣本還含有19種非生物氨基酸，以及構成RNA和DNA的5種核酸堿基。研究團隊還發現了大量的氨，這些氨與貝努上的甲醛發生反應，生成了許多種氨基酸。這非常清楚地告訴了我們，這些物質是如何形成的。這些復雜的化學物質，包括生命所需的化學成分，使貝努樣本成為研究生命起源的有力工具。

“奧西里斯-REx的數據為太陽系充滿生命潛力的圖景增添了重要的一筆，” 奧西里斯-REx的項目科學家杰森 · 德沃金（Jason Dworkin）說，“為什么到目前為止，我們只在地球上看到生命，而沒有在其他地方看到——這是真正引人遐思的問題。”

有關貝努樣本的另一個重大發現是隨著水分蒸發而形成的鹽水物質。像貝努這樣的小行星可能是由冰巖直接聚集形成的。在某個時刻，這些冰一定融化了，因為水是形成貝努上發現的許多物質的必要條件。但鹽水的存在表明，這些水隨后也蒸發了。與我們的直覺相反的是，水分的流失也很重要：只有當水消失時，某些化學反應才可能產生這些物質，并且它們有一天可能會被生命利用。

仔細的調查

如果沒有樣本回收任務，或者樣本受到污染，這些分析都不可能進行下去。奧西里斯-REx的任務是從貝努上采集樣本并將其運送到地球，這是一項極具挑戰性的任務。但科學家在樣本抵達后還面臨另一項困難重重的任務：不讓地球的大氣影響這些太空巖石攜帶的“時光”信息。

隕石專家蒂姆 · 麥考伊（Tim McCoy）指出，在研究水的歷史時，任何水蒸氣的污染都會使他們的研究無法進行。我們之所以能夠知曉太陽系中水的歷史，正是因為對小行星樣本的精心管理。

樣本被放置于航天器返回艙內潔凈的儲物箱中，全程沒有暴露于外界空氣。樣本容器中充滿了惰性氣體氮氣。樣本被分配給了多個機構，一部分原因是這次任務的國際合作性質，另一部分原因是防止任何單一事故可能摧毀所有樣本。

阿波羅登月任務同樣帶回了大量樣本。盡管阿波羅任務結束已有50多年，但由于精心保存，科學家仍然能夠對月球樣本進行實驗。

德沃金指出，貝努樣本中的大部分物質仍處于未被研究的狀態。如果它們能像阿波羅樣本一樣得到精心管理，科學家將能夠在未來幾十年中得到很多新的發現。

“我們正在尋找的線索是如此微小，以至于很容易被地球環境破壞或改變。”論文合著者之一丹尼 · 格拉文（Danny Glavin）說，“如果沒有樣本返回任務中細致的污染控制措施以及對貝努樣本的精心管理和存儲，這些新發現中的一部分是不可能實現的。”

左撇子生命

偉大的科學發現不僅帶來答案，還會帶來更多問題。貝努樣本提出的最大問題之一涉及分子的“手性”。許多分子是手性的，意味著它們的形狀可以采取兩種鏡像形式之一，左旋或右旋。我們所知的生命相當偏愛左旋分子，并通過進化來使用和產生它們。科學家不知道原因，但推測早期地球上左旋分子數量過多可能導致了這種傾向。

但在貝努的樣本中，左旋和右旋分子的數量相等。如果貝努確實代表了那些為地球帶來生命成分的小行星，那么為什么生命偏愛左旋分子仍然是一個謎。

資料來源 Astronomy

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本文作者科里·海恩斯（Korey Haynes）是天文學博士，長期從事系外行星研究，并且喜愛科普寫作