新研究發(fā)現(xiàn)地球上生命的第一個組成部分可能是由于太陽爆發(fā)而形成的
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國宇航局：一項新的研究發(fā)現(xiàn)，地球上生命的球上第一個組成部分可能是由于太陽爆發(fā)而形成的。
一系列化學實驗顯示了太陽粒子如何與地球早期大氣中的生命氣體碰撞，形成氨基酸和羧酸，個組這是成部蛋白質和有機生命的基本組成部分。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《生活》雜志上。于太陽爆

藝術家對早期地球的概念。鳴謝:美國宇航局
為了了解生命的球上起源，許多科學家試圖解釋氨基酸是生命如何形成的，氨基酸是個組蛋白質和所有細胞生命的原材料。最著名的成部提議起源于19世紀晚期，當時科學家們推測生命可能始于一個“溫暖的于太陽爆小池塘”:由閃電、熱量和其他能源激發(fā)的新研現(xiàn)地形成化學物質的湯，可以以濃縮的球上量混合在一起形成有機分子。
1953年，生命芝加哥大學的斯坦利·米勒試圖在實驗室重現(xiàn)這些原始條件。米勒用甲烷、氨、水和分子氫——被認為在地球早期大氣中普遍存在的氣體——填充了一個封閉的小室，并反復點燃電火花來模擬閃電。一周后，米勒和他的研究生導師哈羅德·尤里分析了小室的內(nèi)容物，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)形成了20種不同的氨基酸。
“這是一個巨大的發(fā)現(xiàn)，”馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心的恒星天體物理學家、新論文的合著者弗拉基米爾·艾拉佩提安說。"從早期地球大氣的基本成分中，你可以合成這些復雜的有機分子."
但過去的70年讓這種解釋變得復雜了。科學家現(xiàn)在認為氨(NH3)和甲烷(CH4)遠沒有那么豐富；相反，地球的空氣中充滿了二氧化碳(CO2)和分子氮(N2)，需要更多的能量才能分解。這些氣體仍能產(chǎn)生氨基酸，但數(shù)量會大大減少。
為了尋找替代能源，一些科學家指出來自流星的沖擊波。其他人提到了太陽紫外線輻射。Airapetian使用美國宇航局開普勒任務的數(shù)據(jù)，指出了一個新的想法:來自我們太陽的高能粒子。
開普勒在遙遠恒星生命周期的不同階段對它們進行了觀察，但它的數(shù)據(jù)提供了關于我們太陽過去的線索。2016年，Airapetian發(fā)表了一項研究，表明在地球的第一個1億年里，太陽變暗了約30%。但是太陽“超級耀斑”——我們今天大約100年才看到一次的強大爆發(fā)——將會每3-10天爆發(fā)一次。這些超級耀斑發(fā)射出接近光速的粒子，這些粒子會定期與我們的大氣層發(fā)生碰撞，引發(fā)化學反應。
“我一發(fā)表那篇論文，日本橫濱國立大學的團隊就聯(lián)系了我，”Airapetian說。
小林博士是那里的化學教授，他花了30年的時間研究前生物化學。他試圖理解銀河宇宙射線——來自太陽系外的粒子——是如何影響早期地球大氣層的。“大多數(shù)研究人員忽略了銀河宇宙射線，因為它們需要專門的設備，如粒子加速器，”小林說。“我非常幸運，能夠接觸到我們工廠附近的幾家工廠。”對小林建的實驗裝置稍作調(diào)整，就能檢驗Airapetian的想法。
Airapetian、Kobayashi和他們的合作者創(chuàng)造了一種氣體混合物，與我們今天所了解的早期地球大氣層相匹配。他們將二氧化碳、分子氮、水和不同數(shù)量的甲烷結合在一起。(甲烷在地球早期大氣中的比例不確定，但被認為很低。)他們用質子(模擬太陽粒子)射擊氣體混合物，或者用火花放電(模擬閃電)點燃它們，復制米勒-尤里實驗進行比較。
只要甲烷的比例超過0.5%，被質子(太陽粒子)擊中的混合物就會產(chǎn)生可檢測到的氨基酸和羧酸。但是火花放電(閃電)需要大約15%的甲烷濃度才能形成任何氨基酸。
“即使是15%的甲烷，閃電產(chǎn)生氨基酸的速度也比質子少一百萬倍，”Airapetian補充道。質子也傾向于比火花放電點燃的質子產(chǎn)生更多的羧酸(氨基酸的前體)。

太陽爆發(fā)的特寫鏡頭，包括太陽耀斑、日冕物質拋射和太陽高能粒子事件。鳴謝:美國宇航局戈達德太空飛行中心
在其他條件相同的情況下，太陽粒子似乎是比閃電更有效的能源。但Airapetian認為，所有其他因素可能都不平等。米勒和尤里認為，在“溫暖的小池塘”時代，閃電和今天一樣常見。但是，來自上升暖空氣形成的雷雨云的閃電，在30%昏暗的太陽下會更罕見。
“在寒冷的條件下，你永遠不會有閃電，早期的地球處于非常微弱的太陽之下，”Airapetian說。“這并不是說它不可能來自閃電，但閃電現(xiàn)在似乎不太可能，太陽粒子似乎更有可能。”
這些實驗表明，我們年輕活躍的太陽可能比以前認為的更容易、更早地催化生命的前身。
邁爾斯·哈特菲爾德馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心。