從前科學家們在彗星中已發現了碳、氫、氮、氧和硫這些大量元素，目前一個新的研究發現彗星岩石中存在磷，這表明彗星可能在在地球早期向地球輸送了生物體的必要元素。

地球上生命所必需的元素是由彗星提供的嗎?似乎現在看起來是這樣的。不論如何，至少有一顆彗星提供了這些元素——丘留莫夫-格拉西緬科彗星。

一項依據歐洲航天局羅塞塔任務的數據研究表明在這顆彗星上含有對生命至關重要的元素— 磷。

這項研究由芬蘭圖爾庫大學的研究人員主導。主要研究者是天體物理學家和軟件工程師埃斯科·加德納(Esko Gardner)。

該研究的題目是“對67P/（丘留莫夫-格拉西緬科）彗星彗發塵埃中固體磷和氟的探測，”這篇文章發表在《皇家天文學會月報》上。

生命的原始元素被稱為C H N O P S，即碳、氫、氮、氧、磷和硫。這六種化學元素的組合構成了地球上絕大多數的生物分子。它們加在一起，幾乎占地球上生命物質的98%。

科學家們此前已經在彗星中發現了其他五種元素，所以最終發現磷元素可能是解開這個謎題的最後一步。

研究小組在67P/（丘留莫夫-格拉西緬科）彗星的内彗發樣本中發現了磷元素和氟元素。是在距離彗星僅幾公裡的地方，“羅塞塔”号的次級離子質量分析儀(COSIMA)收集到的固體粒子中發現的。

這些固體粒子首先被收集到儀器的目标闆上，再經過遠程拍攝。根據圖像中挑選出單個粒子，然後用質譜儀進行測量。

在任務全部完成後，2016年9月底，羅塞塔”号受控與67P彗星進行了撞擊，從而結束了它的使命。

以前在彗星中也發現過“磷”。在1987年的一篇論文中，研究人員宣布在哈雷彗星的塵埃中發現了磷。但它很可能是被包含在一種不确定的礦物質和化學物質中的磷原子。

然後在2006年，美國宇航局的“星塵号”飛船從維爾特二号彗星帶回的樣本中，研究人員從中發現了與鈣元素結合在一起含有磷的顆粒。

于是科學家們得出結論，磷“最有可能包含在磷灰石礦物中”。但也無法在其中獲得單獨的磷元素。

而最新的研究發現有所不同:這次研究人員是在礦物或金屬磷的固體顆粒中發現了磷離子。

圖爾庫大學物理和天文系的項目負責人哈裡·萊托(Harry Lehto)說：“我們已經證實磷灰石礦物不是磷元素的來源，這也意味着此次發現的磷以某種更具還原性、更易于溶解的形式存在”。

這項研究的實時新聞稿稱，“這是首次在彗星的固态物質中發現生命必需的碳氫氧氮磷硫元素。

這項新發現對理解地球上生命的形成非常重要。磷對地球生命至關重要，但它若是被鎖定在磷灰石礦物中，在很大程度上是無法觸及的。如果是氣态的磷對地球生命來說也并不适宜。

但這項最新發現的磷是比較容易獲得的。正如作者在論文中所寫，“在形成生命的過程中，水溶性活性磷化合物需要通過磷酸化将核苷酸前體轉化為活性核苷酸。”

磷元素是地球上生命之謎中缺失的一部分。在早期的地球上缺乏含有可溶性磷的分子。實驗表明，可溶性的元素磷在生物分子的起源中起着至關重要的作用。

“實驗表明，可溶性的磷、氫氰酸和硫化氫可作為核苷酸、氨基酸和磷酸甘油基主鍊生物前合成的合适原料”，作者寫道。

67P/（丘留莫夫-格拉西緬科）彗星的一個短暫爆發（歐洲航天局/羅塞塔）

但最高效的合成生物分子的方法還是使用具有還原性的磷元素。具有還原性的磷主要存在于隕石材料中，也可能存在于元素磷中。

目前為止，隕石或者可能的地球化學過程，被認為是生命起源前磷的來源。

但這項研究表明，磷與碳氫氧氮和硫一樣，現在已被發現存在于彗星中，而這些彗星很可能将磷元素傳遞給了早期的地球。

但是彗星傳遞的想法仍然存在一個問題。如果彗星沖擊能量過大，物質就會被破壞或改變。這項新研究背後的團隊認為，他們可能找到了答案。

“可以想象，與重石質隕石的影響相比，早期彗星撞擊行星表面的能量較小，因此可以在生命起源前将這些分子保存在一個更完整的條件下。”

研究人員仍然對他們的研究結果保持着适當的謹慎。結果表明，生命的元素很可能來自彗星，但這些元素必須是可溶的，可用的。它們不能被鎖定在礦物質中。

67P（丘留莫夫-格拉西緬科）彗星的色譜分析儀檢測到的磷的溶解度尚不明确，但我們可以斷定它不可能是磷灰石，這是隕石中磷的常見礦物來源。此外，其他磷酸鹽礦物質也不太可能，因為我們在其中找不到清晰的二氧化磷或三氧化磷的結構。

那麼接下來呢?

作者認為，彗星樣本返回任務是繼續驗證“生命起源物質碳氫氧氮磷硫是由彗星傳遞”這一想法正确性的必要條件。

“所有的碳、氫、氮、氧、磷和硫元素的存在為未來的彗星樣本返回任務提供了強有力的前提。這可以确認所有化合物的存在及其可能的礦物來源和物質可能的溶解度。這也将允許對這些碳氫氧氮磷硫元素的相對數量進行全面分析。”

美國宇航局的“星塵”号的任務是從維爾特二号彗星的彗發中捕獲并返回彗星塵埃物質。科學家們從這些樣本中了解到了很多。但這些樣本固然重要，卻存在一些局限性。

在“彗星慧發樣本返回(CCRSR)任務概念——在未來超越星塵”報告中,作者指出：“然而，這些樣品有重要的局限性,,因為他們是在極高速度下以适度的數量被收集的，隻代表一次慧發的随機抽樣 (一次性“抓取”樣本)”。

如何改進呢?在同一份報告中，作者描述了改進後的彗星樣本返回任務會是什麼樣子。

“該任務首先使一艘航天器與彗星會合，然後在彗星彗發内進行擴展觀測(但不着陸在彗星上)，小心地收集代表不同源點的多個彗發樣本并将它們返回地球進行研究。”

這樣有什麼好處呢?“首先，樣品采集的速度要慢得多，避免了采集過程中對樣品的破壞和改變，從而返回更多的原始材料，特别是有機物和易碎的礦物質。”

這次改進後的任務還将從彗發和逸出揮發物噴射流中收集樣本。它還會收集更多的材料，使樣本在統計上更具相關性。

目前，這個改進的任務還隻是一個概念。而且目前并不缺乏有價值的任務概念。關鍵是要選出其中最有價值的一個。

美國宇航局（NASA）?歐洲宇航局（ESA）? 你在聽嗎？

BY: EVAN GOUGH

FY: 尛樣囧rz

如有相關内容侵權，請在作品發布後聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!