NASA韦伯望远镜在邻近星系发现生命“积木”被冰封

科研团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的中红外仪器（MIRI），在近邻星系大麦哲伦云中发现了五种碳基化合物。该研究由马里兰大学及美国宇航局科学家玛尔塔·塞维洛领导，于2025年10月20日发表在《天体物理学杂志通讯》上。

在“外星冰中探测生命化学组成”方面，塞维洛团队在年轻原恒星周围的冰中发现了五种复杂有机分子（COMs）。其中包括甲醇和乙醇（均为酒精类）、甲酸甲酯和乙醛（地球上的工业化学品），以及乙酸（醋的主要成分）。化合物中的乙酸是首次在太空冰中被明确观测到，而乙醇、甲酸甲酯和乙醛则是首次在银河系外的冰中被探测到。团队还发现了与糖相关的分子——乙醇醛的迹象，这种分子与RNA的形成有关，但还需进一步分析来确认。

JWST的敏锐“视力”为宇宙化学打开新窗口。塞维洛表示：“正是得益于JWST卓越的灵敏度和高角分辨率，我们才能探测到如此遥远原恒星周围冰物质的这些微弱光谱特征。JWST的光谱分辨率足够高，能够进行可靠的识别。”在韦伯望远镜之前，即便是在银河系内，甲醇也是唯一一种在原恒星周围冰中被确认的复杂有机分子。塞维洛称，新数据的超高精度使团队能从单一光谱中提取前所未有的信息量。

这一发现特别引人注目，因为这些分子的发现地点很特殊。大麦哲伦云距离地球约16万光年，是研究类似早期宇宙条件下恒星形成的理想环境。这个小星系的重元素（原子序数大于氦的元素）含量仅为太阳系的约三分之一至二分之一，并承受着强烈得多的紫外线辐射。塞维洛解释道：“这种低金属丰度环境（即比氢和氦更重的元素丰度较低）很有趣，因为它类似于宇宙早期纪元的星系。我们在大麦哲伦云中的发现，可以帮助理解那些宇宙更年轻时的遥远星系。这种恶劣环境让我们更多地了解到，在碳、氮、氧等重元素稀缺的原始环境中，复杂有机化学反应是如何发生的。”

关于复杂分子如何在宇宙尘埃上形成，荷兰莱顿大学的研究合著者威尔·罗查指出，复杂有机分子可以在气相中形成，也可以在星际尘埃颗粒表面的冰层中形成。一旦形成，这些冰物质随后会将分子释放回气体中。此前在大麦哲伦云的气相中已观测到甲醇和甲酸甲酯，但这是首次有证据表明这类分子也能在固态冰中形成。罗查说：“我们在冰中探测到复杂有机分子，为这些结果提供了支持。在大麦哲伦云的冰中探测到复杂有机分子，证明了这些反应能在比太阳系周边恶劣得多的环境中有效生成这些分子。”

生命构成要素可能在宇宙早期就已形成。这些复杂分子存在于类似早期宇宙的低金属丰度环境中，这表明生命的构成要素可能比科学家此前认为的形成得更早，且能在更广泛的条件下形成。尽管这一发现并未证明其他地方存在生命，但它表明有机化合物能在行星形成过程中留存下来，并有可能被纳入年轻行星，为生命有朝一日的出现创造条件。

拓展宇宙化学探索方面，塞维洛及其合作者计划通过研究大麦哲伦云和小麦哲伦云中更多的原恒星，来探索这些分子的分布范围。塞维洛表示：“目前我们在大麦哲伦云中只有一个样本源，在银河系中也只有四个样本源在冰中探测到了这些复杂有机分子。我们需要来自这两个星系的更多样本，以确认初步结果所显示的两星系间复杂有机分子丰度的差异。但凭借这一发现，我们在理解宇宙中复杂化学如何产生方面取得了重大进展，并为研究生命如何起源开辟了新可能。”