Các sao chổi như một nguồn có thể của các phân tử tiền sinh

Origins of life - Tập 21 - Trang 299-315 - 1991
W. F. Huebner1, D. C. Boice1
1Southwest Research Institute, San Antonio, USA

Tóm tắt

Các phân tử tiền sinh bắt nguồn từ các phân tử hữu cơ vô sinh, gốc tự do và ion tồn tại trong vũ trụ ở nhiệt độ cao tới hàng nghìn độ K. Trong bài viết này, chúng tôi xem xét vai trò của các phân tử hữu cơ đã ngưng tụ ở nhiệt độ thấp trước hoặc trong quá trình hình thành sao chổi trong lịch sử hình thành Hệ Mặt Trời. Các cuộc gặp gỡ gần đây của tàu vũ trụ và các quan sát từ mặt đất về các thành phần dễ bay hơi giàu carbon và bụi trong quầng của sao chổi cung cấp một cơ sở dữ liệu phong phú cho việc nghiên cứu những phân tử hữu cơ này. Dữ liệu từ phòng thí nghiệm mới cho một số thành phần hữu cơ tiềm năng của sao chổi đã được trình bày. Những thành phần hữu cơ lạnh có khả năng của nhân sao chổi và các hạt CHON được xem như những ứng viên khả thi cho các nguồn phân tán của các loại phân tử hữu cơ trong pha khí ở quầng được thảo luận. Có sự đồng thuận rộng rãi rằng nhiều phân tử hữu cơ được quan sát trong quầng có nguồn gốc từ bụi đã tồn tại trong tinh vân mặt trời tại thời điểm và địa điểm hình thành sao chổi. Chúng tôi kết luận rằng các phân tử hữu cơ phức tạp được tìm thấy trong các sao chổi có thể là nguồn của các phân tử tiền sinh dẫn đến sự hình thành sự sống.

Từ khóa

#molecular biology #prebiotic chemistry #solar system formation #comets #astrochemistry

Tài liệu tham khảo

Allamandola, L. J., Sandford, S. A., and Wopenka, B.: 1987,Science 237, 56–59. Allamandola, L. J., Sandford, S. A., and Valero, G. J.: 1988,Icarus 76, 225–252. Arrhenius, S.: 1908,Worlds in the Making, Harper and Row, New York. Boice, D. C., Naegeli, D. W., and Huebner, W. F.: 1989, ‘Physico-Chemical Properties of Formaldehyde-Ice-Dust Mixtures’, inProc. International Workshop on Physics and Mechanics of Cometary Materials, ESA report SP-302, pp. 83–88. Boice, D. C., Huebner, W. F., Sablik, M. J., and Konno, I.: 1990,Geophys. Res. Lett. 17, 1813–1816. Boice, D. C., Naegeli, D. W., and Huebner, W. F.: 1991, ‘Polyoxymethylene in Cometary Dust: Laboratory Tests’, inOrigin and Evolution of Interplanetary Dust, A. C. Levasseur-Regourd and H. Hasegawa (eds.), Kluwer Acad. Publ., pp. 265–268. Bonner, W. A.: 1991,Origins Life Evol. Biosphere 11, 59–111. Brown, W. L., Lanzerotti, L. J., Poate, J. M., and Augustyniak, W. M.: 1978,Phys. Rev. Lett. 40, 1027–1030. Brown, W. L., Augustyniak, W. M., Brody, E., Cooper, B., Lanzerotti, L. J., Ramirez, A., Evatt, R. E., and Johnson, R. E.: 1980,Nucl. Instr. Methods 170, 321–325. Brown, W. L., Augustyniak, W. M., Simmons, E., Marcantonio, K. J., Lanzerotti, L. J., Johnson, R. E., Boring, J. W., Reimann, C. T., Foti, G., and Pirronello, V.: 1982,Nucl. Instr. Methods 198, 1–8. Budzien, S. A. and Feldman, P. D.: 1992,Icarus (in press). Clark, B. C., Mason, L. W., and Kissel, J.: 1987,Astron. Astrophys. 187, 779–784. Chyba, C. F., Thomas, P. J., Brookshaw, L., and Sagan, C.: 1990,Science 249, 366–373. Cochran, A. L.: 1987,Astron. J. 93, 231–238. Colangeli, L., Schwehm, G., Bussoletti, E., Fonti, S., Blanco, A., and Orofino, V.: 1990,Astrophys. J. 348, 718–724. Delsemme, A. H.: 1991, ‘Nature and History of the Organic Compounds in Comets: An Astrophysical View’, inComets in the Post-Halley Era, R. L. Newburn, Jr., M. Neugebauer, and J. Rahe (eds.), Vol 1, pp. 377–428. Despois, D., Bockelée-Morvan, D., Paubert, G., Colom, P., and Crovisier, J.: 1990,IAU Circ. No. 5027. d'Hendecourt, L. B. and Jourdain de Muizon, M.: 1989,Astron. Astrophys. 223, L5-L8. Eberhardt, P., Krankowsky, D., Schulte, W., Dolder, U., Lämmerzahl, P., Berthelier, J. J., Woweries, J., Stubbeman, U., Hodges, R. R., Hoffman, J. H., and Illiano, J. M.: 1987,Astron. Astrophys. 187, 481–484. Fink, U.: 1991,Bull. Am. Astron. Soc. 23, 1160. Geiss, J.: 1988,Rev. Mod. Astron. 1, 1–27. Goldanskii, V. I., Frank-Kamenetskii, M. D., and Barklov, I. M.: 1973,Science 182, 1344–1345. Greenberg, J. M.: 1982, ‘What Are Comets Made of? A Mode Based on Interstellar Dust’, inComets, L. L. Wilkening (ed.), The University of Arizona Press, pp. 131–163. Greenberg, J.M.: 1989, ‘Comet nuclei as aggregated interstellar dust. Comet Halley results,’ inEvolution of Interstellar Dust and Related Topics, A. Bonetti, J. M. Greenberg, S. Aiello (eds.), North-Holland, Amsterdam, pp. 383–395. Grün, E. and Jessberger, E.: 1990, ‘Dust’, inPhysics and Chemistry of Comets, W. F. Huebner (ed.), Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hong Kong, Barcelona, pp. 113–176. Hoyle, F. and Wickramasinghe, C. N.: 1978,Lifecloud, J. M. Dent, London. Huebner, W. F.: 1987,Science 237, 628–630. Huebner, W. F., Boice, D. C., and Sharp, C. M.: 1987,Astrophys. J. lett. 320, L149-L152. Huebner, W. F., Boice, D. C., and Korth, A.: 1989,Adv. Space Res. 9 (2), 29–34. Huntress Jr., W. T., Allen, M., and Delitzky, M. L.: 1991,Nature 352, 316–318. Irvine, W. M., Ohishi, M., and Kaifu, N.: 1991,Icarus 91, 2–6. Johnson, R. E., Lanzerotti, L. J., and Brown, W. L.: 1982,Nucl. Instr. Methods 198, 147–158. Johnson, R. E., Brwon, W. L., and Lanzerotti, L. J.: 1983a,J. Phys. Chem. 87, 4218–4220. Johnson, R. E., Boring, J. W., Reimann, C. T., Barton, L. A., Sieveka, E. M., Garrett, J. W., Farmer, K. R., Brown, W. L., and Lanzerotti, L. J.: 1983b,Geophys. Res. Lett 10, 892–895. Johnson, R. E., Cooper, J. F., and Lanzerotti, L. J.: 1987, in20th ESLAB Symposium on the Exploration of Halley's Comet, B. Battrick, E. J. Rolfe, and R. Reinhard (eds.), ESA publication SP-250, Vol. II, pp. 269–272. Khare, B. N., Sagan, C., Arakawa, E. T., Suits, F., Callcot, T. A., and Williams, M. W.: 1984,Icarus 60, 127–137. Khare, B. N., Thompson, W. R., Murray, B. G. J. P. T., Chyba, C. F., Sagan, C., and Arakawa, E. T.: 1989,Icarus 79, 350–361. Kissel, J. and Krueger, F. R.: 1987a,Nature 326, 755–760. Kissel, J. and Krueger, F.: 1987b,Nature 328, 117. Korth, A., Marconi, M. L., Mendis, D. A., Krueger, F. R., Richter, A. K., Lin, R. P., Mitchell, D. L. Anderson, K. A., Carlson, C. W., Rème, H., Sauvaud, J. A., d'Uston, C.: 1989,Nature 337, 53–55. Korth, A., Krueger, F. R., Mendis, D. A., and Mitchell, D. L.: 1990, inAsteroids, Comets, Meteors III. C.-I. Lagerkvist, H. Rickman, B. A. Lindblad, and M. Lindgren (eds.), pp. 373–377. Krankowsky, D.: 1991, ‘The Composition of Comets’, inComets in the Post-Halley Era, R. L. Newburn, Jr., M. Neugebauer, and J. Rahe (eds.), Vol 2, pp. 855–877. Lanzerotti, L. J., Brown, W. L., Augustyniak, W. M., Johnson, R. E., and Armstrong, T. P.: 1982,Astrophys. J. 259, 920–929. Lanzerotti, L. J., Brown, W. L., and Johnson, R. E.: 1985, inIces in the Solar System. J. Klinger, D. Benest, A. Dollfus, and R. Smoluchowski (eds.), Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, pp. 317–335. Lanzerotti, L. J., Brown, W. L., and Johnson, R. E.: 1986,Nucl. Instr. Methods Phys. Res. B14, 373–377. Mahaffy, P.: 1990, ‘SIMS of Polyoxymethylene and Questions of Cometary Dust Composition,’ inSecondary Ion Mass Spectrometry: SIMS VII, A. Benninghoven, C. A. Evans, K. E. McKeegan, H. A. Storms, and H. W. Werner (eds.), John Wiley, New York, pp. 397–400. Marconi, M. L., Korth, A., Mendis, D. A., Lin, R. P., Mitchell, D. L., Rème, H., and d'Uston, C.: 1989,Astrophys. J. Lett. 343, L77-L79. Marconi, M. L., Mendis, D. A., Korth, A., Lin, R. P., Mitchell, D. L., and Rème, H.: 1990,Astrophys. J. Lett. 352, L17-L20. Matthews, C. N., and Ludicky, R.: 1986, in20th ESLAB Symposium on the Exploration of Halley's Comet, B. Battrick, E. J. Rolfe, and R. Reinhard (eds.), ESA report SP-250, Vol. 2, pp. 273–277. Meyer, D. M. and Roth, K. C.: 1991,Astrophys J. 376, L49-L52. Mitchell, D. L., Lin, R. P., Anderson, K. A., Carlson, C. W., Curtis, D. W., Korth, A., Richter, A. K., Rème, H., Sauvaud, J. A., d'Uston, C., and Mendis, D. A.: 1986, in20th ESLAB Symposium on the Exploration of Halley's Comet, B. Battrick, E. J. Rolfe, and R. Reinhard (eds.), ESA report SP-250, Vol. 1, pp. 203–205. Mitchell, D. L., Lin, R. P., Anderson, K. A., Carlson, C. W., Curtis, D. W., Korth, A., Rème, H., Sauvaud, J. A., d'Uston, C., and Mendis, D. A.: 1987,Science 237, 626–628. Mitchell, D. L., Lin, R. P., Anderson, K. A., Carlson, C. W., Curtis, D. W., Korth, A., Rème, H., Sauvaud, J. A., d'Uston, C., and Mendis, D. A.: 1989,Adv. Space Res. 9 (2) 35–39. Möller, G. and Jackson, W. M.: 1990,Icarus 86, 189–197. Moore, M. H. and Tanabé, T.: 1990,Astrophys. J. Lett. 365, L39-L42. Oró, J.: 1961,Nature 190, 389–390. Oró, J., Kimball, A., Fritz, R., and Master F.: 1959,Arch. Biochem. Biophys. 85, 115–130. Pirronello, V.: 1985, ‘Molecule Formation in Cometary Environments’, inIces in the Solar System, J. Klinger, D. Benest, A. Dollfus, and R. Smoluchowski (eds.), Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, pp. 261–272. Pirronello, V., Brown, W. L., Lanzerotti, L. J., Marcantonio, K. J., and Simmons, E. H.: 1982,Astrophys. J. 262, 636–640. Ponamperuma, C. and Ochiai, E.: 1982, ‘Comets and the Origin of Life’, inComets, L. L. Wilkening (ed.), University of Arizona Press, pp. 696–703. Reuter, D. C. and Mumma, M. L.: 1989,Bull. Am. Astron. Soc. 21, 937. Sandford, S. A. and Allamandola, L. J.: 1990,Icarus 87, 188–192. Schutte, W., Allamandola, L. J., and Sandford, S. A.: 1992, inIAU Symposium No. 150, Astrochemistry of Cosmic Phenomena. P.D. Singh (ed.), Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, pp. 29–30. Strazulla, G., Calcagno, G., and Foti, G.: 1984,Astron. Astrophys. 148, 441–444. Wegmann, R., Schmidt, H. U., Huebner, W. F., and Boice, D. C.: 1987,Astron. Astrophys. 187, 339–350. Weissman, P. R. and Campins, H.: 1992, ‘Short-period Comets’, inNear Earth Resources. University of Arizona Press, (in press). Wyckoff, S.: 1990, ‘Ammonia and Nitrogen Abundances in Comets’, inWorkshop on Observations of Recent Comets (1990), W. F. Huebner, P. A. Wehinger, J. Rahe, and I. Konno (eds.), pp. 28–33.