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近日,由中国科学院上海天文台研究员李娟、王均智和沈志强等牵头的国际研究团队,利用目前世界上最大的射电望远镜——阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array, ALMA),在人马座B2(Sagittarius B2, Sgr B2)中首次探测到丙酰胺分子C2H5CONH2,这是目前在星际空间发现的最大的类肽键分子。相关研究成果发表在《天体物理学期刊》(Astrophysical Journal)上。
蛋白质由氨基酸(NH2CH(R)COOH, R=H, CH3等)连接而成,两个氨基酸之间的羧基和氨基发生脱水缩合,形成一个肽键结构-NHCO-。肽键是蛋白质中普遍存在的特殊结构,也是蛋白质的特征结构,因此类肽键分子的观测对于星际蛋白质形成的研究具有科学意义。此前在星际空间探测到的200多个分子中,只有4个类肽键分子,限制了相关前生命分子形成的相关研究。
Sgr B2是位于银河系中心的一个活跃的大质量恒星形成区,这一巨分子云是搜寻星际复杂有机分子的最佳场所,以往的观测结果也揭示了复杂有机分子在Sgr B2巨分子云中广泛存在。目前,科学家主要通过探测和证认分子谱线发现新分子,但由于Sgr B2中存在丰富的复杂有机分子,谱线之间的干扰严重,微弱的复杂分子信号淹没在“谱线森林”中,较难找到足够多条干净的分子谱线,导致新分子的探测难度大。
研究人员通过与热核分子的积分流量图像比较,找到了合适位置来证认丙酰胺分子。“首先找到一条干净的丙酰胺的跃迁线,得到其空间分布;然后通过与热核分子的空间分布进行比较,找到丙酰胺相对增丰的位置,”该工作的第一作者李娟说,“在这个位置上,共找到6条干净的发射线和20多条部分混淆的发射线,这些发射线的强度、速度均与模型计算结果吻合。”
观测结果表明,人类在星际空间首次探测到了丙酰胺分子。这一分子由12个原子组成,不仅是星际空间探测到的最大的类肽键分子,也是目前星际空间探测到的最大的星际分子之一。研究还发现,丙酰胺分子的丰度是乙酰胺的五分之一,甲酰胺的十九分之一。王均智表示:“丙酰胺分子来自于大质量恒星形成区,丙酰胺分子很可能不是特例,更大的类肽键分子,甚至更复杂的生命相关分子可能在恒星形成过程中形成并稳定存在。这些复杂分子可能在随后的行星形成过程中,被带到行星上,为生命起源提供原材料。 ”
研究工作得到国家自然科学基金重大项目、面上项目、天文联合基金重点项目及天文联合基金培育项目等的支持。
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