http://phys.org/news/2016-06-life-handshake-chiral-molecule-interstellar.html
June 14, 2016
如同人類的一雙手，某些有機分子也有鏡像版本的自己，這種化學特性稱為對掌性（chirality）。這些所謂的（對）掌性分子（"handed" molecules）對於生物學不可或缺，更有趣的是，在地球上的隕石以及我們太陽系的彗星中也發現它們。然而，我們一直都沒在浩瀚的星際空間中偵測到它們，直到現在。
一個科學家團隊使用高感度無線電望遠鏡，在星際太空中發現第一個複雜的有機對掌性分子。這種分子，環氧丙烷（propylene oxide，CH3CHOCH2）在靠近我們銀河系的中間被發現，那裡是一個巨大的恆星形成塵埃與氣體雲，稱為人馬座 B2（agittarius B2，Sgr B2）。
研究者主要利用 NSF 位於西維吉尼亞州的 Green Bank Telescope (GBT)，成為週期性星際分子巡天（Prebiotic Interstellar Molecular Survey）計畫的一部分。額外的支援性天文觀測採用澳洲的 Parkes 無線電望遠鏡。
"這是第一個在星際空間偵測到的、具有對掌性的分子，在我們理解益生（prebiotic）分子如何在宇宙中被製造出來，以及它們對於生命起源的影響上，那代表向前躍進了一步，" Brett McGuire，一位化學家與 National Radio Astronomy Observatory (NRAO，位於維州 Charlottesville) 的 Jansky 博士後研究。
"環氧丙烷是迄今在太空中偵測到最複雜以及在結構上最糾結的分子之一，" Brandon Carroll 表示，一位加州理工學院的化學系畢業生。"偵測到這種分子替未來的實驗開啟了大門，那可以決定分子的手型性（handedness，旋向性）如何以及在何處浮現，還有為何某一種旋向性的數量會比另一種還要多一點。"
McGuire 與 Carroll 名列一篇今日發表在 Science 期刊上的論文的第一作者。他們也正在加州聖地牙哥舉行的美國天文學會（AAS）年會上發表他們的結果。
太空中分子的形成與偵測
來自 Sgr B2 這類星際雲中的複雜有機分子以幾種方式形成。最根本的路徑是透過氣相化學（gas-phase chemistry），在其中，粒子碰撞與融合以產生更複雜的分子。然而，一旦如甲醇（methanol，CH3OH）這麼大的有機分子被製造出來，這樣的過程變得十分沒有效率。
為了要形成更複雜的分子，如環氧丙烷，天文學家相信，塵埃顆粒上的薄薄一層冰，幫助小分子連結成更長、更大的結構。這些分子接著可從顆粒表面蒸發，並在星際雲中的氣體內進行更進一步的反應。
迄今，已有 180 種以上的分子在太空中被偵測到。每一種分子，當它在近乎真空的星際介質中自在地翻滾與振動時，一系列洩漏秘密的尖峰就會出現在無線電頻譜中。更大與更複雜的分子擁有隨之而來更加複雜的特徵值，使其更難被偵測到。
為了要宣稱明確地偵測到，科學家必須要觀測與相同分子相關的多重譜線（spectral lines）。在環氧丙烷的例子中，研究團隊利用 GBT 偵測到二條像這樣的譜線。由於衛星無線電干擾的緣故，第三條譜線所在的頻率很難從北半球觀測到。Carroll、McGuire 等人使用 Parkes 望遠鏡爬梳出確認他們所要結果的最後一條譜線。
然而，目前的資料無法分辨出分子是左旋（left-handed）或右旋（right-handed）的版本。除了有相同的化學組成外，對掌性分子具有相同的熔點、沸點與凝固點，以及相同的頻譜。"這些頻譜如同你手掌的陰影，" Carroll 表示。"根本不可能分辨是用右手或左手來投影。" 這對於要測定環氧丙烷的某一種版本是否比另一種版本要更多的研究者而言，是一種挑戰。
太空中的對掌性，地球上生物的助手
地球上的每種生物在各種對掌性分子中只使用唯一一種掌性（handedness）。這種特點稱為同掌性（homochirality），對於生物至關緊要，而且對於許多生物學構造都有重要的影響，包括 DNA 的雙螺旋。科學家尚未了解，生物如何只依賴一種掌性而不依賴一另種。研究者懷疑，答案也許就在於這些分子被小行星與彗星併入前原本就在太空中，之後隨其沈積在這顆年輕的行星上。
"我們太陽系中的隕石包含存在時間比地球還早的對掌性分子，而且最近在彗星中也發現對掌性分子，" Carroll 提到。"這麼小的天體也許就是促使生命的掌性變成今日我們所見的始作俑者。"
"由於在太空中發現對掌性分子，我們終於有了一個方向來研究這些分子在找到途徑進入隕石與彗星之前，在何處以及如何形成，同時了解它們在同掌性與生命起源上所扮演的角色，" McGuire 說。
這些研究者相信，藉由檢查偏振光如何與太空中的分子交互作用，最終有可能能夠測定某一種掌性的環氧丙烷是否比另一種掌性的還要多。
"週期性星際分子巡天計畫是一個集近十年之久、以 GBT 進行研究的研究活動大成，" Anthony Remijan 表示，NRAO 的太空化學家以及研究團隊的領導。"那是一個無價的資源，能幫助我們理解這些與其他類似、難以捉摸的分子，在宇宙中的起源。"
100 公尺的 Green Bank Telescope 是全世界最大的、且非常容易操縱的無線電望遠鏡。
※ 相關報導：
＊ Discovery of the interstellar chiral molecule propylene oxide (CH3CHCH2O)
http://dx.doi.org/10.1126/science.aae0328
Brett A. McGuire, P. Brandon Carroll,＊ 澳洲隕石鹼基來自宇宙我們可能都是外星人
Ryan A. Loomis, Ian A. Finneran,
Philip R. Jewell, Anthony J. Remijan,
Geoffrey A. Blake
Science 14 Jun 2016:
doi: 10.1126/science.aae0328
＊ 化學家領會地球上生命的第一個基石
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