足夠的紫外線很重要
論文共同作者約翰·薩瑟蘭教授此前曾開展了一項關於地球生命化學起源的研究,並在2015年發表論文指出,氰化物雖然是一種致命的毒藥,但實際上也是孕育地球生命的原始湯中的一種關鍵成分。他們提出一個假設:撞向年輕地球的隕石帶來的碳,與大氣中的氮相互作用形成氰化氫。氰化氫天女散花般撒到地球表面,而太陽紫外線提供的能量,使其在地球表面以各種方式與其他元素相互作用。這些相互作用產生的化學物質生成了RNA的基礎組成成分。
在實驗室中,薩瑟蘭的團隊在紫外燈下重建了這些化學反應,並生成了脂質、氨基酸和核苷酸前體,這些都是活細胞的必需成分。
瑞默說:“我無意中看見了這些實驗,作為一名天文學家,我的第一個問題始終是:你使用的是什麼樣的光,而他們這些化學家沒有真正思考過這一問題,於是,我開始測量他們的燈發出的光子的數量,然後意識到,接下來應該將這種光與不同恒星發出的光進行比較。”
隨後,兩個小組合作進行了一系列實驗,測量當暴露於紫外線時,氰化氫和水中的亞硫酸氫根離子能以多快的速度形成生命的基本組成部分。然後,他們在沒有光的情況下進行了相同的實驗。結果表明,在黑暗中,氰化氫和亞硫酸氫鹽一起生成了惰性化合物,其不能用於形成生命的基本組件;而在光下進行的實驗確實產生了生命的必要組成部分。
隨後,研究人員將光化學與暗化學相比較發現,與太陽相同溫度的恒星會發出足夠多的光線,激活化學反應,讓生命的基本組成部分得以在其行星表面形成;而冷恒星不會產生足夠的光線來生成這些生命的組成部分,除非它們擁有周期性的強大的太陽耀斑,一步一步推動化學反應發生。
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