
經過 10 年的追踪,並最終登陸 67P 彗星,一項機器人太空任務帶來了一個令人興奮的發現:這顆橡皮鴨形狀的岩石中含有成分神秘的有機分子。
上週,歐洲的羅塞塔探測器終於將冰箱大小的登陸器投放到彗星岩石表面。這個名為菲萊的登陸器利用剩餘的電量對彗星進行探測,並將收集到的資料傳回地球。
這項發現對科學來說是一項重大勝利。有機分子主要由碳組成,它們相互連接形成脂肪、蛋白質、醣類和DNA,這些物質構成了地球上所有生物體。這些分子是生命體的基本組成單元,而且似乎在整個太陽系中普遍存在。
目前尚不清楚菲萊著陸器探測到了哪種有機物。它們可能像甲烷(CH4)或甲醇(CH4O)一樣簡單。但當《大眾科學》雜誌採訪羅塞塔著陸器團隊負責人史蒂芬‧烏拉梅克時,他暗示這些分子可能沒那麼簡單。他表示,更大、更複雜的分子也能在菲萊使用的設備上產生類似的讀數,團隊需要更多時間來確定它偵測到的究竟是哪些分子。
「我們目前正在研究這些分子究竟屬於哪種物種,研究結果很快就會發表,」烏拉梅克說。 “我們希望能夠確定。但可以肯定的是,它們屬於好幾種物種。”
Philae 如何發現有機物
由於菲萊著陸器在著陸過程中多次發生設備故障,它最終停在了一個陽光照射不足的地方,太陽能電池板無法為其電池充電。當其60小時續航的電池耗盡後,菲萊開始進入休眠狀態。
在電池耗盡之前,菲萊著陸器成功部署了鑽頭。目前尚不清楚鑽頭是否將土壤樣本送入著陸器的烤箱(烤箱用於加熱土壤樣本以分析其成分),也不清楚著陸器是否對樣本進行了分析。
相反,這些發現來自一種可以「嗅探」彗星周圍空間中的分子,並利用質譜分析來找出它們由什麼構成的儀器。
任務科學家希望,隨著彗星繞著太陽運行,據信被困在黑暗隕石坑中的著陸器能夠接收到足夠的陽光,從而繼續研究彗星的結構和成分。同時,羅塞塔號軌道器將環繞彗星飛行,測量彗髮(也稱為彗星彗星雲)的成分。

這一切意味著什麼?
先前已在小行星、火星和其他彗星上探測到碳氫化合物,因此菲萊登陸器發現更多碳氫化合物並不令人意外。此前,羅塞塔號軌道飛行器已探測到彗星散發出的甲醛、甲烷、甲醇和氨的痕跡。
但菲萊著陸器的發現之所以重要,是因為它是第一艘真正登陸彗星並對其進行研究的太空船,行星科學家馬克·賽克斯說。賽克斯領導美國太空總署的黎明號探測任務(另一個很酷的太空船,你很快就會聽到更多關於它的消息)。在大多數情況下,科學家只能研究彗星彗髮中的分子,並利用它們來推斷彗星表面的情況。但賽克斯指出,這並非完美的替代方法:
「當分子從彗星表面進入彗髮時,它們會被太陽的紫外線輻射分解。這個過程非常迅速。在彗星表面探測到這些分子,就能告訴我們它們最初的成分是什麼。菲萊探測器究竟發現了哪些分子,這將非常有趣。”
還有很多分析工作要做。菲萊探測器最令人興奮(也最有可能)發現的物質是氨基酸,氨基酸是構成蛋白質的基本單元。
科學家認為,生命必需的元素——碳、氫、磷和氮——有可能是由大型太空岩石帶到地球的。在67P彗星上發現氨基酸將支持這一假設。
「我不確定我們是否發現了氨基酸,但這當然與生命息息相關,」烏拉梅克說。
如果這些分子最終被證實是氨基酸,這並不能證明地球上的生命起源於外太空,而僅僅表明這是一種可能性。然而,即便它們最終被證實是更簡單的有機物,菲萊探測器的發現也為越來越多的證據增添了佐證,表明生命的基本成分可能在太陽系乃至整個銀河系中普遍存在。這或許為生命在其他地方的演化提供了更多機會。
烏拉梅克說:“當我們思考生命是如何從富含碳的物質演化成DNA和RNA,最終形成生命形式的時,各種有機物質都可能發揮作用。這個過程尚未被完全理解。”
無論最終發現的分子是什麼,結果必定令人著迷,因為研究彗星就像打開一個時間膠囊。這些分子或許能讓科學家更了解太陽系的誕生與演化過程。
「這很可能是原始物質,」烏拉梅克說。 “我們在彗星中發現的這種有機物質很可能來自行星狀星雲。它可能在我們太陽系形成之初就存在了。”