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TUhjnbcbe - 2025/3/4 17:51:00
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来源:NASA戈达德太空飞行中心/约翰霍普金斯大学应用物理实验室(JohnsHopkinsUniversityAppliedPhysicsLaboratory

迄今为止,环丙烯亚基是除了苯之外,在土卫六的大气层中发现的唯一一种环状或闭环分子。虽然C3H2目前还未被用于现代生物反应,但像这样的闭环分子非常重要,因为它们构成了DNA碱基和RNA碱基的骨架环。DNA的复杂化学结构承载着生命的遗传密码,而RNA是关乎生命体功能的另一种关键化合物。与尼克松共同发现C3H2的天体生物学家亚历山大·泰伦(AlexanderThelen)表示:“闭环分子的环状特性使构建这些具有重要生物学意义的分子成为可能。”

泰伦和尼克松等科学家正在使用高灵敏度的大型地面望远镜寻找土卫六大气中与生命相关的最简单的碳分子。在此之前,苯(C6H6)被认为是在任何行星大气层中发现的复杂环状烃分子的最小单位。但如今,这个地位似乎已被C3H2所取代。

年,尼克松的研究团队利用ALMA大型射电望远镜阵观测土卫六。他们惊奇地发现了一种奇怪的化学指纹,尼克松通过搜索所有已知分子光谱特征的数据库,将其确定为环丙烯亚基。

迄今为止,环丙烯亚基只在气体云和尘埃分子云中被探测到,比如金牛座的恒星摇篮,位于光年之外的金牛座分子云(TaurusMolecularCloud)。最近,NASA戈达德太空飞行中心的科学家康纳·尼克松和其团队在土卫六的大气中发现了这种独特的分子。这是首次在分子云之外的地方探测到环丙烯亚基。环丙烯亚基是除苯之外唯一在土卫六上被探测到的闭环分子。闭环分子很重要,因为它们构成了DNA碱基和RNA碱基的骨架环。DNA的复杂化学结构承载着生命的遗传密码,而RNA是关乎生命体功能的另一种关键化合物。

来源:康纳·尼克松/NASA戈达德太空飞行中心

为了再次确认研究人员的确看到了这种不寻常的化合物,尼克松仔细研究了通过对NASA卡西尼号探测器在至年间对土卫六进行的次近距离飞越获得的数据进行分析后发表的研究论文。他想看看卡西尼号上的探测仪器是否能证实他的新研究成果。这台被称为质谱仪(massspectrometer)的仪器捕捉到土卫六上许多神秘分子的迹象,科学家们仍在试图识别这些分子。事实上,卡西尼号已经发现了环丙烯亚基分子的带电形式,即C3H3+的存在证据。

鉴于这是一个罕见的发现,科学家们正试图对环丙烯亚基进行进一步研究,了解它如何与土卫六大气中的气体相互作用。

JPL的行星科学家迈克尔·马拉斯卡(MichaelMalaska)表示:“环丙烯亚基是一种非常奇怪的小分子,它不是你在高中化学甚至本科化学中学到的那样。在地球上,你是不会遇到这种情况的。”马拉斯卡曾在制药行业工作,对土卫六产生兴趣后改行对其进行研究。

不过,马拉斯卡表示,找到像C3H2这样的分子对于了解土卫六的全貌至关重要:“你所发现的每一小块碎片和一小部分都有助于将土卫六上发生的所有事情组合在一起。”

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