探索宇宙奧秘 · 理性思考

生命從何而來(lái)？這個(gè)困擾人類數(shù)千年的問題，或許就藏在那些漂浮在星際空間的微小塵埃里。2026年2月，悉尼大學(xué)的一組研究人員宣布，他們成功在實(shí)驗(yàn)室的玻璃瓶中制造出了真正的"宇宙塵埃"。這不僅僅是簡(jiǎn)單的化學(xué)合成，而是對(duì)恒星周圍極端環(huán)境的精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)。 博士生琳達(dá)·洛蘇爾多用氮?dú)狻⒍趸己鸵胰?，加上一萬(wàn)伏的高壓放電，在地球表面重現(xiàn)了超新星遺跡中的等離子體風(fēng)暴。這項(xiàng)發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》的研究，為我們理解那些可能孕育了地球生命的星際物質(zhì)，打開了一扇可以直接觀測(cè)的窗口。

實(shí)驗(yàn)裝置出人意料地簡(jiǎn)潔。研究團(tuán)隊(duì)抽真空后，向玻璃管內(nèi)注入三種氣體：氮?dú)馓峁┑?，二氧化碳帶?lái)氧和碳，乙炔則貢獻(xiàn)碳?xì)滏I。當(dāng)施加約一萬(wàn)伏的電壓時(shí)，管內(nèi)產(chǎn)生輝光放電等離子體。這種被稱為"冷等離子體"的狀態(tài)，精確模擬了老年恒星外層或超新星遺跡中的高能環(huán)境。

在持續(xù)約一小時(shí)的能量轟擊下，氣體分子解體并重新組合。它們最終在硅片上沉積為一層閃光的薄膜。這就是含CHON的宇宙塵?！狢HON代表碳、氫、氧、氮四種生命核心元素。這些分子并非簡(jiǎn)單的混合物，而是通過共價(jià)鍵形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 樣品分析顯示，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)物的紅外吸收光譜與望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的真實(shí)星際塵埃完全吻合。這意味著，我們首次能夠在地球上直接研究那些原本需要等待隕石墜落才能觸碰的星際物質(zhì)。

關(guān)于地球生命的起源，科學(xué)界存在長(zhǎng)期爭(zhēng)論。本地起源說認(rèn)為，早期地球的"原始湯"自主產(chǎn)生了有機(jī)分子；外源說則主張，生命的磚瓦來(lái)自太空，通過彗星和隕石投遞。介于38億至45億年前的"后期重轟炸期"，地球遭受了大規(guī)模天體撞擊，這些"星際快遞"可能攜帶了大量有機(jī)物質(zhì)。

洛蘇爾多的實(shí)驗(yàn)為外源說提供了機(jī)制解釋。她證明，在恒星周圍或超新星遺跡的極端環(huán)境中，CHON元素可以自發(fā)組裝成復(fù)雜的有機(jī)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)足夠堅(jiān)固，能夠經(jīng)受住星際旅行的考驗(yàn)，最終通過隕石抵達(dá)地球。實(shí)驗(yàn)揭示的化學(xué)路徑表明，生命的前體物質(zhì)可能在太陽(yáng)系形成之前，就已在宇宙各處廣泛存在。

更具前瞻性的是中國(guó)空間站的科研能力?？臻g站無(wú)容器材料實(shí)驗(yàn)柜能夠利用靜電懸浮技術(shù)，在無(wú)容器狀態(tài)下模擬宇宙塵埃的冷凝過程。這種微重力環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)，避免了地球重力對(duì)顆粒聚集的干擾，可以獲得更接近真實(shí)星際塵埃的樣品。中科院大連化學(xué)物理研究所的分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)，也在利用交叉分子束技術(shù)，精確測(cè)量星際尺度下的基元反應(yīng)速率。

從悉尼大學(xué)的玻璃瓶到中國(guó)貴州的群山之巔，人類正在構(gòu)建一張捕捉宇宙化學(xué)信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室的紅外光譜與望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)逐漸重合，我們距離那個(gè)終極問題的答案，或許只剩下最后幾個(gè)化學(xué)方程式的距離。

Losurdo, L. R., et al. (2026). Carbonaceous Cosmic Dust Analogs Distinguish between Ion Bombardment and Temperature. The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ae2bfe

University of Sydney. (2026, February 2). A student made cosmic dust in her lab—what she found could help us understand how life started on Earth. Phys.org.