微缩版化学实验室参与火星生命探测周一 · 最新发现

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虽然人们已经知道，火星表面的环境不适宜我们已知的大多数生命形式存在，但有证据表明，很久以前，火星表面可能曾经存在液态水。科学家已经观测到火星表明的干涸河床和矿床，这些结构都只有在液态水存在的时候才可能形成。长期以来，多项研究都旨在寻找火星上曾经存在生命的证据。预计2020年抵达火星的一台探测器（ExoMars Rover）上，就携带了一个检测生命证据的微型实验室MOMA。

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火星有机分子分析仪介绍视频：

https://svs.gsfc.nasa.gov/12962

MOMA的全称是“火星有机分子分析仪”（Mars Organic Molecule Analyzer）。它可以视作一个化学分析实验室，但只有烤箱那么大。

有机化合物含有碳元素和氢元素，常常还含有氧元素、氮元素等。尽管有机化合物也可能经由非生物过程形成，但人们通常认为，有机化合物与生命现象之间存在普遍联系。MOMA可以检测到多种类型的有机分子。MOMA的设计者们需要将有机化学实验室中分析化合物的一系列过程“浓缩”进这台烤箱大小的分析仪，才能将它送上火星。

MOMA的主体结构是一台微型质谱仪。质谱仪可以分离不同质荷比的离子和带电分子。鉴定火星有机化合物的步骤被简化为以下两步：一、从火星岩石和沉淀中提取有机分子；二、将这些有机分子离子化，并通过质谱仪检测。

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研究人员组装和测试MOMA

图源：NASA

为了鉴定尽可能多种类的有机分子，MOMA采取了两种方法。第一种方法是对样品进行加热，在此过程中有机化合物被蒸发进入一个细管，分离出单独的组分。这些化合物顺次进入质谱仪，被带上电荷，进入分选电场——每种分子都有其特定的质量/电荷比，质谱仪由此来识别分子的种类。

然而，有些较大的有机分子在高温条件下可能会分解。因此MOMA采用了第二种方法来鉴定它们：用激光照射这些分子。在这些大分子被激光照射的一瞬间，部分大分子可以直接气化游离而不被打碎。激光照射在蒸发这些分子的同时也给它们带上了电荷，因此它们可以直接进入质谱仪进行分析。

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MOMA组件一览

图源：NASA

有机分子的手性特征可以作为生命存在的线索：例如，构成地球上所有的生命体蛋白质的氨基酸都是左手性氨基酸。MOMA可以检测有机分子的手性。如果一种检测到一种有机分子都是左手性的或右手性的，那么它很可能成为生命存在的证据。非生物过程形成的分子中，左手性分子和右手性分子的含量通常相等。

MOMA面临的一大挑战是样品的污染问题。地球上充满了生命体和来自生命体的有机化合物，科学家们必须十分谨慎地保证他们送上火星的仪器上尽可能少地携带这些“来自地球的污染”。这样，仪器所检测到的“来自火星的”有机化合物结果才比较可信。

via 2018.5.25 NASA新闻

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编译：艾宇熙

编排：王璞

校对：徐鹏晖

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』牧夫出品

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火星有机分子分析仪

图片来源：NASA

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