新发现谷神星上的有机物比原先认为的要多？

去年美国国家航空和宇宙航行局“黎明号”任务的科学家们宣布，他们发现了有机物质——碳基化合物，这些化合物是矮行星谷神星表面上暴露于生物的必要成分。现在布朗大学研究人员对黎明数据的一项新分析表明，这些斑块可能含有比原先想象的更多的有机物。研究人员说，最近发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)的这一发现，提出了一些有趣的问题：这些有机物是如何到达谷神星表面的？西南研究院博士后研究员汉娜·卡普兰(Hannah Kaplan)说：这篇论文表明，根据用来比较和解释谷神星数据的有机材料的类型，可以得到真正不同的结果。

去年“黎明”号宇宙飞船在矮行星谷神星Ernutet附近发现了有机物质，谷神星是小行星带最大的成员。一项新的分析表明，这些有机物可能比原先认为的要多。图片：NASA / Hannah Kaplan

这不仅对谷神星很重要，对那些不久将探索可能含有有机物质的小行星的任务也很重要。有机分子是生命的化学基石。它们对谷神星的探测并不意味着那里存在生命，也不意味着那里曾经存在生命;非生物过程也能产生有机分子。但是因为我们知道，没有有机物就无法生存，科学家们对它如何通过太阳系分布很感兴趣。谷神星上有机物质的存在带来了有趣的可能性，特别是因为矮行星上也富含水冰，水是生命的另一个必要组成部分。在谷神星上发现有机物的最初发现是在黎明号宇宙飞船上使用可见光和红外线(VIR)光谱仪，在2015年进入环绕矮行星的轨道。通过分析阳光与地表相互作用的模式，仔细观察反射的波长和吸收的波长，科学家们就能了解谷神星上存在的化合物。

VIR探测器在Ceres北半球Ernutet陨石坑区域接收到一个与有机分子一致的信号。为了初步了解这些化合物可能有多丰富，最初的研究小组将谷神星的鸟苷数据与地球上形成的有机物质的实验室反射光谱进行了比较。基于这个标准，研究人员得出结论，他们在谷神星上发现的6%到10%的光谱特征可以用有机物来解释。但在这项新的研究中，卡普兰和她的同事们想用不同的标准来重新审视这些数据。该研究小组没有依靠地球岩石来解释这些数据，而是转向了一个外星来源:陨石。一些陨石——从原始的小行星中喷射出来后落到地球上的碳质球粒陨石——被证明含有的有机物质与我们地球上常见的物质稍有不同。卡普兰的研究表明，地外有机物的光谱反射率与陆地有机物的光谱反射率是不同的。

发现如果我们用外星有机物来模拟谷神星数据，这可能比地球上发现的更合适，那么我们就需要更多的有机物质来解释我们所看到的光谱吸收的强度，估计我们在谷神星上看到的高达40%到50%的光谱信号是由有机物解释的。与之前报道的基于陆地有机化合物的6 - 10%相比，这是一个巨大的差异。如果谷神星上有机物的浓度真的那么高，那么它就会引发一系列关于这种物质来源的新问题。对于谷神星的有机物来自何处，存在两种相互竞争的可能性。它们可能是在谷神星内部产生的，然后暴露在地表，或者是由于富含有机物的彗星或小行星的撞击而被送入地表。这项新的研究表明，如果有机物被释放，那么有机物的潜在高浓度会更符合彗星而不是小行星的影响。

众所周知与原始小行星相比，彗星的内部有机物含量要高得多，这可能与该研究提出的谷神星上这些位置的40%至50%的数据相似。然而，研究人员说，撞击产生的热量可能会破坏大量的彗星有机物，因此彗星撞击是否能解释如此高的丰度还不清楚。另一种解释，即有机物直接在谷神星上形成，也提出了问题。迄今为止，对有机物的检测仅限于谷神星北半球的小块区域。如此高的浓度在如此小的区域需要一个解释。布朗地球、环境和行星科学系副教授、研究合著者拉尔夫·米利肯(Ralph Milliken)说：如果这些有机物是在谷神星上生成的，那么可能仍然需要一种机制来将它们集中在这些特定的位置，或者至少在这些地方保存它们。目前尚不清楚这种机制可能是什么。谷神星显然是一个迷人的物体，了解这些地点和谷神星上其他地方的有机物的故事和起源可能需要未来的任务来分析或返回样本。

目前，研究人员希望这项研究将有助于为即将到来的近地小行星样品返回任务提供信息，这些小行星也被认为含有含水矿物和有机化合物。日本宇宙飞船Hayabusa2预计将在数周内抵达琉球小行星，美国宇航局的“奥西里斯-雷克斯”计划将于8月抵达小行星Bennu。卡普兰目前是一名科学团队成员，拥有osirisx - rex任务。卡普兰说：我认为这项研究的成果，包括对原始陨石重要成分的新实验室测量，能够提供一个框架，来更好地解释小行星的数据，并在我们的陨石收集中与航天器的观测和样本之间建立联系，作为OSIRIS-REx团队的新成员，我对如何将其应用到我们的任务中尤其感兴趣。

博科园-科学科普｜参考期刊文献：地球物理研究快报｜来自：布朗大学