近期,一项在实验室环境中成功生成“宇宙尘埃”的研究,为探索生命化学组成单元的早期形成机制提供了新的视角。该成果由悉尼大学物理学院博士生琳达·洛苏尔多与其导师大卫·麦肯齐教授合作完成,并发表在《天体物理学杂志》上。

在这项研究中,洛苏尔多利用一个玻璃容器,模拟了恒星与超新星遗迹周围的极端条件。她将氮气、二氧化碳和乙炔的混合气体置于高真空环境中,并施加强电能使其形成等离子体。这一过程成功产生了富含碳的复杂尘埃颗粒,其成分包含碳、氢、氧和氮(统称CHON分子),这些是构成生命必需有机物的核心元素。实验中产生的宇宙尘埃显示出与太空观测相符的独特红外特征,证实了该模拟的有效性。
洛苏尔多表示:“我们无需等待小行星或彗星的撞击来研究其历史。通过在实验室构建模拟环境,并利用红外光谱进行结构分析,我们可以逆向推导其形成过程。”她进一步解释:“这有助于理解‘碳质宇宙尘埃’如何在恒星喷出的等离子体中形成,以及它们如何分布这些对生命至关重要的分子。这就像在瓶子里装进了一小片宇宙。”
关于地球生命起源,科学界长期存在争议:有机分子究竟是本地形成,还是由彗星、陨石或星际尘埃带入早期地球。这项实验室生成宇宙尘埃的研究,为揭示这些物质的可能形成路径提供了直接实验依据。研究团队计划建立一个详细的实验室尘埃红外特征数据库,未来可帮助天文学家识别太空中可能发生类似过程的区域,例如恒星形成区或超新星残骸。
麦肯齐教授指出:“通过在受控条件下制造宇宙尘埃,我们可以研究离子轰击和温度等关键参数,这对于理解宇宙尘埃云内部可能孕育生命的化学环境至关重要。”这项工作不仅加深了对生命起源前化学的理解,也为天体物理学和行星科学的研究提供了新的实验工具。
(来源:维度网)