Home | English | | | UGC | RGC

  香港在研究領域的態勢分析

  機器人輔助細胞微操作技術

  早期中風復康互動機械手系統

  一類不確定非線性系統的自我調整魯棒控制及其對航天器控制的應用

  基於雷達差分干涉技術和全球定位系統(GPS)監測青藏鐵路沿線地表形變的集成模型研究

  生命來自太空?

  促進交流加深認識:
香港與蘇格蘭的研究環境





香港大學的郭新教授(左)和張泳博士(右)

地球上的生命是怎樣孕育出來的呢?超過半世紀以來,科學家一直認定生命源自化學,在原生湯中,簡單分子如甲烷和氨等被煮成複雜的有機物質。最近,國際學術期刊《自然》於2011年刊登了香港大學物理系郭新教授和張泳博士有關年老恆星能製造出複雜有機物質的報告。郭新和張泳通過紅外線太空望遠鏡(Infrared Space Observatory)和史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)的觀測數據,發現星際塵埃蘊藏着大量有機物質,當中含有混合芳香族(環狀)和脂肪族(線狀)的成份,它們在化學結構上的複雜程度好比煤和石油。由於煤和石油都是古生物的殘骸,這類有機物質向來被認為只能源於生物。這次的發現表明,複雜的有機物質能夠在無生命的太空中自然合成。

其實,恆星、星際空間和星系一向都釋放出一系列原因未明的紅外線輻射,它們在光譜中的特徵譜線被稱為「不明紅外線輻射」(UIE),郭新和張泳就對這一長期未能解釋的現象進行了研究。二十年來,研究人員普遍認為多環芳香族碳氫化合物(PAH)分子很可能就是這些特徵譜線的載體。PAH是由碳和氫原子組成的簡單有機分子。然而,郭新和張泳從觀測數據中發現了一些不可能是以PAH分子作為載體的特徵譜線,他們因而建議這些紅外線輻射的載體應具有更為複雜的化學結構。通過新星爆發的星塵光譜分析,他們發現恆星在數星期的極短時間內製造出這些複雜的有機物質。

為免受到地球大氣層的阻礙,科學家會把紅外線天文望遠鏡安裝在人造衛星上。郭新和張泳所分析的數據便是來自歐洲太空總署的紅外線太空望遠鏡上的短波光譜儀,及美國太空總署的史匹哲太空望遠鏡上的紅外攝譜儀。
 
研究發現,恆星不僅生產這些有機物質,更將它們拋射出星際空間,這與郭新過往有關恆星是製造有機物質的分子工廠的說法脗合。對於他們的發現,郭新指出:「恆星能在近乎真空的情況下高效地製造出複雜的有機分子,理論上這是不可能的,但根據我們的觀測這事情卻真的發生了。」


由紅外線太空望遠鏡(Infrared Space Observatory) 拍攝的獵戶座大星雲(背景照片)中所發現的複雜有機物質光譜。獵戶座大星雲照片鳴謝:美國太空總署、C.R. O’Dell 和萊斯大學的S.K. Wong。

最有趣的地方就是這些恆星出品的複雜有機物質,跟隕石中的複雜有機化合物在結構上非常相似。由於隕石是早期太陽系的殘餘物質,這些發現令人聯想到恆星可能曾經播送有機物質到早期太陽系。地球在遠古時曾遭受彗星和小行星的嚴重撞擊,有機星塵有可能因而被運載至地球。這些從外太空傳來的有機物質,在地球生命的發展中究竟扮演着甚麼角色?這仍是一個未解之謎。

這項發現於2011年11月被多家國際媒體及報章廣泛報導,包括英國廣播公司(BBC),微軟國家廣播公司綜合頻道(MSNBC),space.com,科學通訊(Science News)和英國皇家化學學會的 Chemistry World。



郭新教授
香港大學
物理系
sunkwok@hku.hk



Top