研究人员说，对年轻太阳周围物质发出的光的独特指纹的分析揭示了形成生命基础所必需的大有机分子的“主要储存库”。
领导这项研究的利兹大学研究员约翰·伊利博士说：“研究结果表明，导致地球上生命存在的基本化学条件可能会更广泛地存在于整个银河系中。”
在环绕新形成的太阳的原行星盘中发现了大的有机分子。一个类似的圆盘曾经围绕着年轻的太阳，形成了现在组成我们太阳系的行星。这些分子的存在意义重大，因为它们是更简单的碳基分子和制造和维持生命所需的更复杂分子之间的“垫脚石”。
该研究的详细信息于2021 年 9 月 15 日发表，并将出现在《天体物理学杂志增刊》系列中。它是 20 篇报道对行星形成化学进行重大国际调查的论文之一。
物理和天文学院的凯瑟琳·沃尔什博士是领导这项研究的五名联合研究员之一。该计划被称为“分子与ALMA在行星形成尺度上”？或map计划，它使用了智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列？或ALMA射电望远镜收集的数据。
他说：“这些复杂的大型有机分子存在于整个宇宙的各种环境中。”实验室和理论研究已经表明，这些分子可用于构建在地球上的物种化学创建糖必需成分，分子中的“原材料”的氨基酸，以及核糖核酸的连部件酸（RNA在适当的条件下）。
“然而，我们发现这些复杂有机分子的许多环境与我们认为行星形成的地点和时间相距甚远。我们想更多地了解这些分子的确切位置和数量，这些分子存在于行星的诞生地——原行星盘中。”
ALMA——观察宇宙深处的化学反应
由于 ALMA 望远镜探测来自外层空间最冷区域的分子的非常微弱的信号的能力的进步，菜叶网，这项研究成为可能。
由60多根天线组成的网络被组合在一起，这样天文台就可以探测到来自这些分子的信号。每个分子发出的光波长截然不同，形成独特的光谱“指纹”。这些指纹使科学家能够识别分子的存在并研究它们的特性。
沃尔什博士解释说：“ALMA 的强大功能使我们能够测量物质的分布和组成，这些物质第一次在附近的年轻太阳周围积极修筑行星。即使对于当作生命前体的大型复杂分子，望远镜也足够强大。”
研究小组正在五个原行星盘中寻找三种分子——氰基乙炔 （HC3N）、乙腈 （CH3CN） 和环丙烯 （ c -C3H2），它们区别是 IM Lup、GM Aur、AS 209、HD 163296 和 MWC 480。原行星盘距离地球 300 到 500 光年。所有的圆盘都显示了它们内部正在发生的行星形成的信号。
原行星盘“喂养”年轻行星
围绕着一颗年轻行星的原行星盘会在它形成时用物质“喂养”它。
例如，人们认为年轻的地球是通过在围绕太阳的原行星盘中形成的小行星和彗星的撞击而播种的。但是科学家们不确定是否所有的原行星盘都包含能够产生具有物种学意义的分子的复杂有机分子库。
这项研究开始回答这个问题。它在观察到的五个圆盘中的四个中发现了分子。此外，分子的丰富程度超过了科学家的预期。
Ilee 博士说：“ALMA 使我们能够第一次在这些圆盘的最内部区域寻找这些分子，其大小尺度与我们的太阳系相似。我们的分析表明，这些分子重要位于这些内部区域，其丰度比模型预测的高 10 到 100 倍。”
主要的是，分子所在的圆盘区域也是小行星和彗星形成的地方。伊利博士说，在这些圆盘中也可能发生类似于可能有助于启动地球生命的过程——在那里小行星和彗星的轰击将大有机分子转移到新形成的行星上。
沃尔什博士补充说：“这项工作的重要结果表明，在我们星球上播种生命所需的相同成分也存在于其他太阳周围。有可能在所有行星形成环境中都可以轻松获得在行星上启动生命所需的分子。”
研究人员接下来要研究的问题之一是原行星盘中是否存在更复杂的分子。
Ilee 博士补充说：“如果我们发现如此大量的此类分子，我们目前对星际化学的理解表明，也应该可以观察到更复杂的分子。”
“我们希望使用 ALMA 来寻找这些圆盘中化学复杂性的下一个垫脚石。如果我们探测到它们，那么我们将更接近于了解生命的原始成分是怎么围绕其他太阳组装的。”
