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10月28日,英国剑桥大学发布了一项关于彗星的研究,结论是彗星通过撞击向早期地球输送生命关键分子的可能性极低。几乎同一时间,中国的天问二号正在十亿公里外,围着小行星2016HO3伴飞探测。
我们的判断很明确:生命原料来自太空的证据,这两年越攒越多,只是送货的主角从彗星换成了小行星。
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要讲清这件事,得从1969年说起。
那年一块陨石落在澳大利亚的默奇森镇附近,科学家从里面测出几十种氨基酸,相当一部分是地球生物从来不用的品种。
这块石头后来成了“天外有原料”最常被引用的样本。
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陨石有个硬伤。它闯进大气层时表面被烧熔,落地后又挨雨淋,还会沾上土壤里的细菌,里面的分子到底是不是原装,总有人要问。
想拿到干净的货,只能飞到小行星上亲手取。日本先动了手。
隼鸟2号2014年12月3日发射,飞了差不多三年半,2018年6月抵达龙宫小行星。探测器通过两次采样,从表面和地下取回约5.4克样本,2020年12月把密封舱送回地球。
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五克出头的沙子,成了各国实验室争着分析的宝贝。2023年的研究先在龙宫样本里测出了尿嘧啶,它是构成RNA的碱基之一。
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研究人员把龙宫的结果和默奇森陨石、奥盖尔陨石以及贝努样本对比,发现核碱基的相对含量差别明显。每个天体走过的化学道路各不相同,同样的分子却都冒了出来。
这说明太阳系早期合成这些分子,并不是稀罕事。
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美国的收获更大。
2023年9月24日,奥西里斯-REx把取自贝努小行星的121.6克样本带回地球。这是目前人类拿到的最大一份小行星样本。
日本多家机构联合发布的公报显示,样本里有约一万种含氮有机化合物,氨基酸33种,其中14种是组成蛋白质的,五种核碱基也一个不缺。
研究团队还发现了黏土和盐水留下的痕迹,这类物质只有在水慢慢蒸发时才会形成。
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贝努的母体上,曾经有过水。有一个疑点必须摆出来。
贝努样本里许多氨基酸的左手和右手结构数量几乎相等,这和地球生命偏爱左手结构的情况对不上。我们能确定的是,天上带来的是零件。
生命怎样从中挑出同一种手性,目前还没有答案。
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2025年12月,又有一块拼图补上。
日本东北大学等机构参与的团队,在贝努样本里鉴定出核糖和葡萄糖,葡萄糖是首次在地外样本中发现。
样本里没有找到构成DNA的脱氧核糖,这对“生命先从RNA起步”的假说是一点支持。
此前样本里已经测出磷酸盐。碱基、核糖、磷酸盐凑在一起,构成RNA的零件,一颗小行星就备齐了。
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很多研究者认为,早期生命很可能从RNA起步,这套配料来得恰到好处。彗星这条线要复杂些。
2016年,欧洲的罗塞塔探测器在67P彗星的气体里测到了甘氨酸和磷,彗星一度被看作送原料的主力。
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剑桥这次的研究,把这笔账重新算了一遍。
研究团队做了10万次计算机模拟,盯着生命起源化学里的重要原料氰化氢。结果在多达54%的情形里,没有一颗彗星能把足够浓度的氰化氢送到陆地。
很多彗星穿越大气层时就解体了,到达地表的又因为撞击速度太快、角度不利,携带的分子保存不下来。
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研究还发现,地球形成后最初约5亿年,彗星撞击频率迅速下降,少数分子落地也会很快被稀释。
团队认为,原料的来路可能是小行星撞击引发的化学反应,也可能是地球自身的化学过程。两条路里,小行星的戏份都更重。
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地球约45亿年前形成,头几亿年撞击不断。学界较认可的最早生命痕迹,是西澳大利亚约35亿年前的叠层石,格陵兰约37亿年前的岩石里也有疑似记录,争议还在。
地表刚安稳,生命就露了面,这个速度让人琢磨。
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地球自己能不能造原料?能。
1953年,美国芝加哥大学的米勒在烧瓶里模拟原始大气并通电,几天后得到了氨基酸。
后来学界认为,早期大气的成分和他的设定有出入,这个实验的说服力打了折扣,外来输送这条路的分量就加重了。
生命种子从天而来的想法叫泛种论。
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瑞典化学家阿伦尼乌斯在二十世纪初就提出过早期版本。
1984年,美国考察队在南极找到火星陨石ALH84001,1996年美国航天局宣布里面可能有微生物化石。
多数学者后来不接受这个结论,但行星之间互相“寄”岩石,已是确定的事实。
生命扛不扛得住这趟旅程,有实验数据。日本的“蒲公英”实验把耐辐射奇球菌放在国际空间站外暴露,较大的菌团外层死去,里面的细菌却活了下来。
这种细菌能承受的辐射量,是人类致死剂量的上千倍。
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火星也有新线索。
要坐实,得把样本带回地球,在实验室里才能下结论。
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中国在这条线上的动作很扎实。天问二号2025年5月29日发射,历经约400天、行程约10亿千米,2026年7月初与小行星2016HO3成功交会。
10月13日,中国航天科技集团通报,探测器正在伴飞,为采样返回做准备。2016HO3是地球的准卫星,直径只有30米到40米,28分钟就自转一圈,是验证弱引力环境下伴飞、定点采样的试验场。
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天问二号计划采集100克左右样本,返回舱预计2027年底降落地球。采样返回之后,天问二号还要前往主带彗星311P继续探测。
剑桥的研究刚让彗星送料的说法受挫,这趟任务去的恰好是一颗彗星,对照小行星样本,有机会补上缺的数据。
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第十六届中国航展12月7日至13日在珠海举办,航天科技集团将1:1高精度还原天问二号主探测器与返回器的真实构型,演示采样过程。
按公开的规划,天问三号2028年开启火星采样返回任务,预计2031年取回样本。
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小行星和火星两条线,中国都有了安排。
我们的判断是,未来几年,龙宫、贝努、2016HO3的样本,再加上火星样本,会凑出一份太阳系有机物的总目录。
争论的焦点会从太空有没有生命原料,转到这些原料怎样变成了活物。
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眼下证据支持的是生命的原料来自太空。完整的生命从天而降,还没有任何样本能证明。
这个界线要守住,才对得起每一克从几亿公里外带回来的尘土。这些尘土保存着太阳系早期的原始状态。
人类一次次远征,换回几克沙子,想弄清自己身体里的分子最早从哪里来。答案还没揭晓,中国的探测器已经在路上了。
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