科学家们早就知道陨石含有生命的“组成部分”——复杂的有机分子，如氨基酸、单糖，甚至 DNA 的化学序列。但任何上过有机化学课的人都知道，那里还存在其他碳基分子，国家高磁实验室和佛罗里达州的 Joseph W. Frye-Jones 的最新研究发表在《行星科学杂志》上，在我最著名的两种有机化合物中发现了数万种以前未见过的物质。
许多陨石甚至在太阳系行星形成之前就在围绕太阳旋转的气体和尘埃大锅中形成。其中一些被称为碳质球粒陨石，能够逃脱行星形成过程并保留其化学成分，在某些情况下甚至在太阳诞生之前。
化学家花了几十年的时间分析陨石以揭开它们的秘密。但在研究有机化合物时，他们通常关注特定分子。他们采集了粉末状陨石样本，用水或酸清洗，然后寻找熟悉的有机物，如甘氨酸或尿嘧啶。这些实验通常是成功的，但他们错过了这些陨石中的大部分有机化合物，即可溶性有机物 (SOM)。
弗雷泽谈论我们在小行星贝努上发现的糖果。
弗莱-琼斯博士决定采取不同的方法。他和他的团队从 1969 年降落在澳大利亚的 Murchison 陨石和 2019 年降落在哥斯达黎加的 Aguas Zarkas 陨石收集了样本。然后将它们研磨并在四种极性递减的连续溶液中清洗：甲醇、乙醇、Specific、Acolonel 和消化。默奇森样本）。
由于“相似相溶”，极性溶剂会吸收更多含有氮和氧的开链有机物，而极性较小的溶剂会吸收带有“芳香”环的脂肪有机物。所有熔融溶液都暴露在两台极其强大的仪器下 – 一台 21 特斯拉质谱仪和一台高清晰度原子力显微镜 (AFM)。
21-Tesla Mass Spec 位于塔拉哈西的国家 MagLab，是世界上最强大的超导质谱仪。它的强大之处在于以一种荒谬的精度测量化合物的质量——论文将误差描述为小于一个电子的质量。
弗雷泽讨论了在 OSIRIS-REx 样本中寻找有机块的情况。
AFM 位于长岛的布鲁克海文国家实验室，专门拍摄分子本身的实时照片。研究人员 Percy Zahl 不仅是 AFM 专家，还是天体物理学家和天文学家，他将有机溶剂的提取物置于真空中的铜晶体上。然后，他将单个二氧化碳分子附着在原子力显微镜的尖端，并通过测量二氧化碳分子在有机环上移动时的动量来跟踪溶解的分子。本质上，质谱分析显示了化合物的组成，原子力显微镜显示了它们的结构。
并且有许多不同的联系。研究小组在默奇森发现了超过 66,000 个独特的分子模式，在阿瓜斯扎卡斯发现了超过 91,000 个独特的分子模式。它们的质量范围高达 1000 个原子质量单位，碳原子数为 10 至 70 个，氧原子数高达 20 个。有趣的是，不同溶剂溶解的分子类型几乎没有重叠，例如，Murchison 样品的甲醇提取物和甲苯提取物之间只有不到 1% 的分子式相同。
更有趣的是有机金属的发现。质谱仪发现大量碳链含有35个以上碳原子的含铁有机分子。它们是稳定的有机金属化合物，其中一些被强烈氧化，其中许多还含有镁。而且，尽管是同一类别的小行星，但每颗小行星只有少数分子式匹配。例如，Aguas Zarcas 的有机金属配方（包括镁）比 Murchison 少。
这项工作最重要的发现是，在生命出现之前，陨石并没有将纯氨基酸直接输送到地球表面。相反，它们更像是一个石化储层，而不是油田，含有数十万种有机化合物。毕竟，这进一步证明早在生命出现之前太阳系就存在复杂的有机化学，而且我们对于从非生物化学过程到复杂生物系统的转变是如何发生的仍然一无所知。但陨石和它们难以捉摸的小行星表亲仍然是寻找答案的最佳地点之一。
了解更多：
布鲁克海文国家实验室 – 观察太阳系的起源：陨石内部分子的惊人细节
JW Frye-Jones 等人 – 通过 21T FT-ICR MS 和单分子 HR-AFM 成像，对 Murchison 和 Aguas Zarcas 陨石中溶解的有机物进行直接分子尺度洞察
UT – 火星陨石含有有机化合物。生命的原料？
UT – 在古代陨石中发现的有机物质
