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超新星爆炸为生命起源提供了潜在的旋转

这位艺术家的概念展示了一颗最近爆炸的恒星,即1987A超新星周围的物质,这是基于对被驱逐物质分布的三维观察。最初的爆炸不仅威力巨大,而且更集中在一个特定的方向上。这张图片显示了SN 1987A中存在的不同元素:两个外圈、一个内圈和变形的最内侧排出材料。

研究人员现在认为,蛋白质结构块扭曲的淀粉变性可能是由于超新星造成的。

如果正确的话,这可能是生命分子不是在地球上产生的,而是来自宇宙其他地方的证据。

有机分子通常是手性的,这意味着它们有两种版本,彼此镜像,就像右手和左手看起来一样,但具有相反的特征。

奇怪的是,在地球上,形成生命蛋白质的氨基酸几乎都是“左旋的”,尽管制造一种版本应该和制造另一种版本一样容易。更奇怪的是,从默奇森陨石中提取的某些氨基酸样本大多也是左旋的,这表明在整个宇宙的其他部分可能存在左旋氨基酸的偏差。

现在研究人员认为超新星可能是造成这种神秘效应的罪魁祸首。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的核营养学家理查德·博伊德和他的同事解释说,关键在于氮原子对所有氨基酸都是通用的。

Asstars在成为超新星之前就坍塌了,它们产生了强烈的电子反中微子爆发,研究人员认为这些反中微子优先与右手氨基酸中的氮原子相互作用。所有原子都具有“自旋”,氨基酸的手性可以影响其中氮原子的自旋排列方式。

具有自己自旋的反中微子更喜欢与氮原子在右旋氨基酸中的自旋方式相互作用,而不是与左旋氨基酸相互作用,因为反中微子和氮原子的自旋会对齐。

因此,反中微子会优先将右旋氨基酸中的维生素原子转化为碳原子。Boyd和他的同事认为,这将导致右旋氨基酸的破坏,只留下左旋氨基酸。

博伊德补充道,可能会使用强中微子源进行实验,如橡树岭国家实验室的散裂中子源,以测试这种效应是否真的发生了。

超新星还将产生电子中微子,这些电子中微子具有反质子自旋。这将对左手氨基酸中的氮原子产生影响,将其转化为氧原子。然而,由于这种反应需要四倍多的能量,它的发生程度将比反中微子的右旋氨基酸反应高得多。

ASupernova标准

超新星在银河系中相当常见。在标准超新星中,恒星在耗尽其核燃料供应后爆炸。这些标准超新星大约每30年在我们的星系中出现一次。

超新星只会破坏邻近分子云中的一小部分右手氨基酸。然而,由于剩余的左旋分子在整个星系中混合,这些分子可以用于形成新的氨基酸。由超新星引起的小到百万分之一甚至更小的左手分子的初始不平衡最终可能导致左手氨基酸在整个空间中占据主导地位。

博伊德说,这是“非常大的超新星和非常小的中微子的阴谋,目的是撞击人类范围内存在的东西。”

博伊和他的同事们仍在调查有关这一想法的许多问题。例如,在恒星作为超新星爆炸后,残余物可以形成中子星。这些中子星强大的磁场可能会影响氨基酸或其前体的分子结构,进而可能对利手性占主导地位产生影响。

如果这个想法被证明是真的,那么地球上生命所使用的几乎所有氨基酸都是左旋的,这一事实可能表明生命的分子并不是在这个星球上产生的。相反,它们可能出生在我们银河系的分子云中,随后通过陨石输送,或者包括在行星诞生时形成地球的混合物中。

博伊德说:“我真的感到难以置信的是,我们生命中的化学物质也可能存在同样的限制,而世界上的其他所有实体也可能存在这种限制。”“如果有其他实体,它们的化学约束似乎与我们非常相似,我们可能与它们有很多共同之处。”

Boy和他的同事Toshitaka Kajino和Takashi Onaka在6月份的《天体生物学》杂志上详细介绍了他们的发现。


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