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獵戶座星云中恒星呈現爆炸式增長

望遠鏡


獵戶座星云中恒星呈現爆炸式增長

哈勃空間望遠鏡拍攝的獵戶座星云，其中發現磷元素呈現爆炸式增長
獵戶座星云中恒星呈現爆炸式增長

美國國家醫學圖書館繪制的標準DNA螺旋模型
由美國國家航空航天局和歐洲空間局共同管理的哈勃空間望遠鏡發現在獵戶座星云中恒星呈現爆炸式增長，宇宙的磷元素正在不斷增加 。盡管磷元素對宇宙智慧生物而言是非常重要的，但如果要了解地球生命如何獲取磷元素，就需要科學家建立早期地球化學環境以及空間軌道模型 。在一個正常組織細胞中 ， 氫、氧、碳、氮、磷、硫這些元素是最為常見的，其中除了磷元素外都是太陽系中排名前十的豐富元素，而磷元素的排名只有第十七位 。
根據佛羅里達大學的研究人員馬修·帕塞克（Matthew Pasek）介紹：“磷元素在生物學中至少是一種較豐富的元素 ?！痹诘厍虮砻嫔?nbsp;， 磷元素的稀缺性顯得較為嚴重，大多數的磷元素存在于礦產之中，似乎對生命而言較為難以應用，那么地球上的原始生命是如何依靠這些含量相對較少的元素進行生存和演化的呢？因此，由美國國家航空航天局天體生物與進化生物學計劃將揭開這個謎團，試圖發現在地球上的早期生命利用磷元素的可能化學途徑 。
磷元素通常并不像鈣和鐵元素那樣受到如此多的關注，但磷元素對生物分子而言卻是非常必須的 。對于大多數生物學初學者而言 ， 都知道磷元素是DNA和RNA的重要組成元素，是基因片段中一個基本組成單位磷酸分子的骨干 。而磷酸被認為是一種“超級膠水”，通過解離氫原子與三個氧原子結合，磷酸根可與許多金屬離子生存配合物，并使得DNA或者RNA分子帶負電荷 。并不是很多分子都能具有磷酸這樣的解離和結合能力 ， 但砷酸鹽似乎是一種潛在的可能性物質 。最近一組研究人員稱找到了一種可替代磷、通過使用砷酸鹽進行生存的微生物 。
DNA分子是由無數個核苷酸重復排列形成的鏈狀聚合物，其骨架是磷酸和其他基團交叉排列,在三磷酸腺苷（ATP）中也扮演著重要角色 ， 這種物質是細胞的直接能源物質，而人體每天都在燃燒著相當重量的直接能源物質 。此外 ， 磷元素在骨骼和牙齒中也有一定的組分，特別是在脊椎動物中 。正是由于生物體對磷元素的需求，地球上所有的生物都必須找到一個磷元素攝入的源頭 。比如人類和其他動物可以從植物中獲得磷元素，而植物從土壤中獲得磷元素的化合物，但大多數的循環都有腐爛的有機物質介入 。
三磷酸腺苷 (ATP)是磷元素組成的典型物質，是我們身體中已知的最佳能量攜帶者之一 。由于陸地上的植物不能回收土壤中的所有磷元素，所以流失的磷元素最終會進入海洋中 。在那樣還存在海洋生物對沉積在海底的磷酸鹽物質進行攝?。燦行┝自亟肓順粱锏姆凍?。一旦磷元素被鎖定在不溶或者難溶的礦物中，就需要很長一段時間才能重新進入生物循環，從而返回到植物或者其他生物體重 。
事實上，磷元素的循環式較慢的元素周期性循環，但對生物體而言卻是非常重要的 。但我們人類可以通過很多途徑獲得磷元素，比如尋找磷礦，或者通過化學途徑生產出磷肥，比大自然地質過程釋放出的磷元素來快得多 。鑒于磷元素在行星演化過程中處于較慢的位置 ， 使得天體生物學家產生了疑慮，這些早期生命從何處攝取它們所需的磷元素呢 。佛羅里達大學的研究人員馬修·帕塞克認為地球上大多數的磷元素被發現存在于磷酸鹽類型的物質中，在地球富氧的環境中，磷酸鹽對磷元素而言一直是較低的能量狀態 。
地球上的磷化物含量較多，但它們都存在于地核之中 ， 深埋在近2000英里深的巖石層下 。然而，在地球表面上卻有一個最為常見的、天然的磷化物堆積區，那就是來自外太空的隕石 。我們雖然不能從地球核心區域獲得這些物質，但是分離自小行星核心的隕石卻是一個重要的途徑 。磷化物趨向于在氧氣含量較為稀缺而金屬物質含量較為豐富的地方，因此處于天體內核區域是部分磷化物形成場所，另外當磷酸鹽礦物被閃電和高能釋放現象介入時也會形成磷化物 。
佛羅里達大學的研究人員馬修·帕塞克和他的同事研究了地質樣本中的磷化物 ， 他們發現地球表面上的磷化物大部分來自于隕石，隨著時間的推移 ， 這些材料大部分進入磷酸鹽之中 ， 因此該小組估計地球上發現的磷酸鹽有大約1%-10%的量來自于隕石 。因此，通過模擬20億年前地球的地質演化中磷化物的演變史 ， 有助于揭示地球生命在何時以及如何強烈地依賴此種宇宙生命元素 。
【獵戶座星云中恒星呈現爆炸式增長】
騰訊科學訊（Everett/編譯）