科學家發現可能是「甜」的小行星?

2024-06-11 01:02:52 最後更新日期:2024-06-11 16:47:29
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

mu69 named arrokothArrokoth是個由兩個很扁的小行星接觸而成的KBO小行星,表面大部分都是冰與石頭。另一個也是這樣棕紅色的KBO天體叫塞德娜,原本以為那個天體可能是由甲烷長期受宇宙射線轟擊而形成表面紅色的托林,但最近經光譜發現該星甲烷不多,反而甲醇佔了25%,故也可能是一個……糖星。(圖片來自連結)

對於包括柯伊伯帶天體在內的部分小行星,我們都知道除少數是被撞到粉碎的原行星構成外,其他大部分都是原始太陽星雲的物質凝結聚積後,未趕及被八大行星與其衛星吸積的「邊角料」。由於太陽形成前後的熱力與太陽風可以把較輕的物質(如氫、氦、氧、氮、碳等)向外吹,所以在外圍形成的行星體與物質,輕物質佔了最大比例。

遠至海王星及以外形成及運行的天體,大多數都會在距太陽30至50天文單位的區域運行,宏觀上呈現一環帶形結構,這區域被稱為柯伊伯帶,而這個帶內的小行星類天體,現在已被賦予「柯伊柏帶天體(下稱KBO)」的稱號。正如前所述,這一帶的星體絕大部分由輕物質所組成,包括一大堆常溫下只能以氣體形式存在的。比較特別的是,現時發現這些星體似乎普遍都有暗紅或深棕色的外觀,其中比較著名的除了冥衛一(只限兩極)及冥王星本身外,還有2019年元旦新視野號進行抵近觀測的花生型小行星 /KBO天體「天空」(Arrokoth,波瓦坦語,前稱遙遠邊疆 / Ultima Thule,正式編號486958)。

mu69 nN在銀河系中,只要有星雲就幾乎肯定有星際有機份子,甚至連銀河核心附近都有大量存在,例如人馬座B2高密度份子雲,距離銀心黑洞連400光年都沒有,那裏的輻射水平早已遠高於整個銀河大部分地區。這些平均混合在星雲裏的星際有機份子,由於較輕,在恒星形成期間都會被吹向外圍,在一般恒星塵埃盤中往往處於外緣位置。(圖片來自連結1連結2)

根據Space.com 6月10日報道,過去的光學分析,這個花生型 / 雙煎餅形的接觸型小行星表面應該主要有甲醇、氰化氫、水冰、一氧化碳以及其他有機物質,但在微弱陽光下反而變成棕紅色的東西(前面幾種物質都是無色或淡藍色),對於出現這種轉變,過去並未有什麼頭緒。

夏威夷大學張超江博士(同時為中國科學院化學研究所的組員)率領的研究小組,利用高劑量的高能電子(β輻射?)轟擊甲醇及一氧化碳樣本,時間及輻射量相當於暴露在太陽風及宇宙射線中18億年,然後發現甲醇表面出現大量有機份子,並且發現當中出現葡萄糖、阿洛糖 (Allose)和甘油。研究團隊指出若由太空觀測,葡萄糖和其他糖類(以及部分多環芳烴)會呈現棕紅色。他們認為Arrokoth 天體表面上應該已給宇宙射線轟出不少糖分,甚至戲稱這個小行星應該「很甜」。

mu69 n葡萄糖(glucose),是一種多羥基分子式C6H12O6。根據維基百科所言,葡萄糖在生物學領域具有重要地位,是活細胞的能量來源和新陳代謝中間產物。(圖片來自維基百科)

需要留意的是,雖然甲醇可能要經十幾億年宇宙射線洗禮才有那麼多糖及有機物,但過去研究已證實星際物質中也富含甲醇這類最簡單的有機物,這些東西開始在太陽系聚成小行星前,可能在宇宙中已存在數億甚至10億年以上。這一發現也有助於了解早期有機物如何在地球上出現。一般而言,有指大量有機物是在地球形成海洋後在海底洋脊的火山口中出現,並由火山帶來的熱力將有機物不斷隨機重組合併,最終出現蛋白質等複雜有機份子以至RNA / DNA。

然而根據現時流行的地球形成假說,現時地球的水分是於誕生後的4億年,由於外太陽系行星(例如土星與木星或天王星)的軌道共振,影響外太陽系這些天體的軌道,並引發大量富含水冰或其他輕物質的小行星衝向內太陽系並撞擊地球而帶來的。過程中很有機會把已經「調校」好的複雜有機物早一步投向地球。雖然這些有機物離可自我複制的有機份子(原始生命)還很遙遠,但可能已把整個流程「提早」以億年計。

mu69 nA41億年前在地球與月球上開始出現的後期重轟炸期,多水多輕物質的小行星與彗星很多都撞到地球與月球表面,月球極區的水冰很可能是這樣來的。對地球而言,這些彗星不單帶來海洋,也帶來生命的「半成品」- 較複雜有機份子。即使他們還要經海底熱泉的岩礕滲透引發更複雜的份子聚命,但至少不需「重頭開始」多耗數千萬至上億年時間。(圖片來自連結1連結2)

 

發佈於 科學新知
By 2024-06-11

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