行星尘埃如何验证生命原始成分能够在外太空演化？
图：玻璃针管下的行星尘埃微粒图
很久以前，科学家便已了解，一些成分是构成生命的必要物质，比如水以及关键化学分子——碳。近年来，科学家在大型行星以及其他天体中发现了这两种成分。
但是，直到现在，基于外行星样本的研究数据并没有形成最终结论，即有机物质是如何以及何时在充满引力的太阳系石块上形成的？
我的团队与国际科学家团队一起分析了伊藤川25143石块上的微粒。我们研究发现，伊藤川表面已经形成了组成生命的原始有机成分。此外，陨石以及太空尘埃也为伊藤川带来的有机成分。
这是首次有研究团队发现，行星表面形成了有机物，并且这些有机物质在其他有机物质落到行星表面前，便已经形成演化。借助这一发现，我们可以推测地球表面化学成分在几十亿年中的演化过程，直至形成了地球上的第一个生命。
样本收集
每天约有50到150颗重达10克的陨石落到地球表面。这些陨石块上或许便携带着太阳系中的化学成分，但是，当他们进入大气层，尤其是地球大气层后，这些陨石块便会燃烧起来，摧毁了其表面携带了这些化学成分。
这也是实施太空任务的原因，即航天器能够直接在外太空收集陨石、行星样本，以及月球、火星样本，从而在其进入大气层之前观察这些外行星微粒。
这类太空任务可以追溯至2003年日本航天航空局实施的隼鸟任务。这一任务通过向近地行星伊藤川发射航天器，以捕捉、存储并回收其表面微粒，使得科学家能够探究构成生命物质的成分。
图：伊藤川行星
之所以选择伊藤川行星作为任务对象，是因为其运行轨道能够将其运送至距离地球较近的位置，从而使得隼鸟航天器能够在2005年截获这一行星。尽管需要忍受两年的太阳耀斑影响以及技术障碍，但是对隼鸟航天器而言，这仍是一次壮举。
在伊藤川上空20米处观测六周后，隼鸟航天器降落在行星表面，并以每秒25千米的速度完成了两次着陆任务。两次着陆任务中，航天器就像猎鹰一样，以较快速度俯冲下午，捕捉它的猎物。在日语中，隼鸟便是猎鹰的意思，而这次任务中，我们的猎物便是行星尘埃。
尘埃落定
2010年，隼鸟航天器顺利返回地球，并平安载回大量珍贵的、未被污染的尘埃颗粒。截至2012年，这些微粒已经运送至世界各地的科学家手中。这些尘埃中，大部分是直径50微米的微粒，大概是人类头发丝的一半。
分析这些微粒是一项艰巨且细致的工作。我们只能借助针管将其抽取出来——这些微粒只能用静电将其附着到针管表面，仅仅是一个轻微的呼吸，都将会将其吹散并消失在空气中。此外，我们对其展开研究时，还需要确保容器内没有其他微粒。
到现在为止，科学家已经对10种以内的伊藤川颗粒开展有机物研究。这些研究已经发现了水和有机物质。但是，所有科研人员都无法确定这些微粒上有机物质以及水来自哪里，也无法区分这些物质来自哪些行星。
来自外行星的证据
我们的微粒与众不同。因形状类似南美洲而绰号“亚马逊”的微粒也含有有机物质，但是，这一次，同位素信号明确将其区分为外行星物质。
图：当近距离观测亚马逊微粒时，其形状类似南美洲形状
我们还发现了另一个可以证明亚马逊微粒有机物质来自不同源头的证据：内源性（来自伊藤川行星自身）及外源性（在伊藤川行星以外的地方形成并降落至伊藤川行星表面）。
这是因为，我们发现，亚马逊微粒上同时存在着原始的、未经历高温洗礼的有机物质与需经600度高温形成的石墨有机物质，并且两者之间仅隔10微米远。
这十分有趣，原来伊藤川曾经经历过如此高温的洗礼。这也意味着，伊藤川行星此前一定是属于某一个直径40千米的大型行星，此后，由于碰撞影响分裂成了碎块，其中一部分重新汇聚形成了伊藤川行星。
经历过高温的有机物质此前一定是来自一个内部高温的大型行星，而未经历过高温的有机物质则是后期受碳质陨石影响或太空尘埃影响形成。伊藤川行星上的水同样如此：伊藤川上的水分子经过高温阶段后消失了，而在高温消退后，外部水分子重新在伊藤川上聚集形成。
古老的地球
我们的研究表明，伊藤川以及其他太阳系中的行星能够在不同条件下通过不同的方式演化形成水及有机物质，只是需要漫长的时间。
借助这一发现，我们也能够推测地球自身的生命起源。如果天体碎石能够在几十亿年中演变，甚至分享自身的有机物质，正如我们观测到的伊藤川行星那样，那么，或许，承载智慧生命的特殊星球——地球的形成也只是天体碰撞的结果。
BY: Queenie Hoi Shan Chan
FY: 秋
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选文：天文志愿文章组-
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自：
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