在距离地球约2.7万光年的银河系中心区域,天文学家在星际介质中首次直接探测到一种名为赤藓酮糖的糖分子。这种常见于覆盆子、猕猴桃等水果中的小分子糖,此前从未在星际空间被确认存在。研究团队通过射电望远镜观测与实验室光谱比对,在编号为G+0.693-0.027的分子云中识别出12组匹配谱线,证实了这种由4个碳原子和4个氧原子构成的分子存在。
该发现突破了天体化学领域的传统认知。研究显示,赤藓酮糖在目标云团中的丰度是三碳糖的8至17倍,这与"分子复杂度越高丰度越低"的普遍规律相悖。通过量子化学模拟,科学家提出新解释:这种糖分子可能由乙醇醛和乙二醇的活化自由基在星际尘埃表面直接合成,而非通过传统逐个添加碳原子的方式形成。这种非线性合成路径在银河系中心的高宇宙线辐射环境下具有显著效率优势。
技术突破为此次发现奠定基础。2022年,西班牙巴斯克大学团队采用超快激光汽化技术,首次在气相状态下精确测得赤藓酮糖的转动光谱。这种创新方法克服了糖分子遇热分解、遇潮变质的测量难题,为星际分子识别提供了关键数据。研究团队随后使用西班牙耶韦斯40米射电望远镜和毫米波射电天文学研究所30米望远镜,在目标区域进行了持续数月的宽带光谱巡查。
这项发现对生命起源研究具有特殊意义。作为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的骨架成分,糖分子是承载遗传信息的物质基础。实验室模拟显示,赤藓酮糖在液态水环境中可快速转化为苏糖——这种更简单的糖类是苏糖核酸(TNA)的组成单元。TNA因其结构稳定性被视为"前RNA世界"的重要候选分子,可能存在于地球生命演化早期阶段。
研究估算,在约40亿年前的后期重轰击时期,地球可能通过小天体撞击接收了数十亿千克的赤藓酮糖。尽管该假说仍需验证,但此前在小行星贝努样本和原始陨石中发现的糖类物质,已为地外生命物质输送理论提供了有力支持。目前团队正将搜索目标转向含五个碳原子的核糖——这种RNA和DNA的直接组成单元,其探测被视为解开生命起源之谜的关键下一步。