劍橋大學的研究人員提出，彗星可以把生命的構成元素運送到其他行星，特別是在”豆莢中的豌豆”系統中。他們的研究結果表明，這些分子可以在軌道緊密相鄰的行星上生存，為尋找地外生命提供了新的視角。

生命的分子構件是如何出現在地球上的？一種由來已久的理論認為，它們可能是由彗星送來的。現在，劍橋大學的研究人員展示了彗星是如何將類似的構成元素沉積到銀河系的其他行星上的。

為了運送有機物質，彗星需要以相對較慢的速度–低於每秒15公里的速度–飛行。在更高的速度下，基本分子將無法存活–撞擊的速度和溫度會導致它們碎裂。

在”豌豆莢”系統中，彗星最有可能以適當的速度飛行。在這樣的系統中，彗星可以從一顆行星的軌道上穿過或”彈”到另一顆行星的軌道上，從而減慢速度。

在速度夠慢的情況下，彗星會撞擊行星表面，帶來完整的分子，研究人員認為這些分子是生命的前身。11月15日發表在《英國皇家學會院刊A》上的這一結果表明，如果彗星傳遞對生命起源很重要，那麼這種系統將是在太陽系外尋找生命的好地方。

彗星： 前生物分子的載體

眾所周知，彗星含有一系列生命的基本成分，即所謂的前生物分子。例如，2022 年對龍宮小行星樣本的分析表明，它含有完整的氨基酸和維生素B3。彗星也含有大量氰化氫（HCN），這是另一種重要的前生物分子。HCN的強碳氮鍵使其更耐高溫，這意味著它有可能在進入大氣層後保持完好無損。

第一作者、劍橋大學天文學研究所的理查德-安斯洛（Richard Anslow）說：「我們對系外行星大氣層的了解一直在增加，所以我們想看看是否有行星的複雜分子也可以由彗星傳遞。地球上產生生命的分子有可能來自彗星，因此銀河係其他地方的行星也可能如此。”

研究人員並沒有聲稱彗星是地球或任何其他行星上生命起源的必要條件，相反，他們希望對彗星能夠成功傳遞HCN等複雜分子的行星類型施加一些限制。

彗星路徑和太陽系的影響

太陽系中的彗星大多位於海王星軌道之外，也就是所謂的柯伊伯帶。當彗星或其他柯伊伯帶天體（KBOs）發生碰撞時，它們會被海王星的引力推向太陽，最終被木星的引力拉向太陽。其中一些彗星會穿過小行星帶，進入內太陽系。

安斯洛說：”我們想在與我們類似的行星上測試我們的理論，因為地球是我們目前唯一支持生命的行星。什麼樣的彗星，以什麼樣的速度運行，能帶來完整的前生物分子？”

研究人員利用各種數學建模技術確定，彗星有可能帶來生命的前驅分子，但僅限於某些情況。對於繞著與我們太陽類似的恆星運行的行星來說，行星的質量必須較低，而且行星的軌道必須與系統中的其他行星接近。研究人員發現，對於質量較低的恆星周圍的行星來說，附近的行星軌道較近要重要得多，因為這些恆星的典型速度要高得多。

在這樣的系統中，彗星可能會被一顆行星的引力拉入，然後在撞擊前經過另一顆行星。如果這種’彗星穿越’發生的次數夠多，彗星的速度就會減慢，從而使一些前生物分子能夠在進入大氣層後存活下來。

安斯洛說：”在這些密集的系統中，每顆行星都有機會與彗星發生相互作用並將其困住。這種機制有可能是前生物分子最終進入行星的方式。”

對於圍繞著低質量恆星（如M-矮星）運行的行星來說，彗星更難將複雜的分子運送到它們的軌道上，尤其是當行星的結構比較鬆散的時候。這些系統中的岩石行星也會遭受更多的高速撞擊，可能會為這些行星上的生命帶來獨特的挑戰。

對搜尋地外生命的影響

研究人員說，他們的研究結果可能有助於確定在太陽系外的哪些地方尋找生命。

安斯洛說：”令人興奮的是，我們可以開始確定我們可以用來測試不同起源情況的系統類型。這是以另一種方式來看待地球上已經完成的偉大工作。是什麼樣的分子途徑導致了我們周圍如此豐富多彩的生命？其他星球是否也存在同樣的途徑？這是一個激動人心的時刻，我們能夠將天文學和化學的進步結合起來，研究一些最基本的問題。”