臺北市立天文科學教育館

糖類是生命不可或缺的基礎分子，不僅是DNA與RNA骨架的重要組成，也是生物代謝與能量儲存的核心物質。然而，生命起源研究長期面臨一項關鍵難題：在原始地球環境中，如何形成足夠數量的單醣。過去模擬前生物化學條件的實驗，僅能產生極少量糖類，因此科學家推測，部分生命所需的糖分子可能來自太空。近年來，研究人員已在隕石及小行星貝努（Bennu）樣本中發現核糖與葡萄糖等糖類分子，但在星際物質中始終未曾直接觀測到真正的糖類，因此糖類是否能在星際環境中自然產生，一直是個謎樣問題。

圖說：此張銀河系中心區域的影像合成圖片標示了分子雲G+0.693-0.027的位置。圖片來源：Ashley Barnes/Izaskun Jiménez-Serra/Juan García de la Concepción.

如今，研究團隊利用西班牙的葉貝斯40公尺電波望遠鏡（Yebes 40-m Telescope）與西班牙內華達山脈毫米波天文研究所30公尺電波望遠鏡（IRAM 30-m Telescope），對位於銀河系中心附近、距離地球約26,700光年的富含化學分子雲G+0.693−0.027進行高靈敏度光譜巡天，在其中偵測到12組與赤藻酮糖（erythrulose）完全吻合的無線電譜線訊號。赤藻酮糖化學式為C₄H₈O₄，是一種天然存在於覆盆子等水果之中，且廣泛應用於防曬與美白化妝品的四碳糖。研究指出，赤藻酮糖含有16個原子，是目前星際物質中已知最大的非環狀分子，也是首個含有4個氧原子的星際分子，更是人類首次在星際空間發現糖類分子，同時也是第二種被確認與其鏡像結構無法疊合，稱為手性（chiral）的星際分子。

研究團隊表示，赤藻酮糖的發現證實，具有高度結構複雜性與手性的有機分子，能夠在極端的星際環境中形成並長期存在，使星際化學複雜度邁入新的階段，也意味著更多前生物化學分子甚至生命關鍵分子，可能在星際分子雲中自然形成。令人意外的是，觀測結果顯示赤藻酮糖的豐度至少比三碳糖高出8倍，而理論上應更容易形成的甘油醛（glyceraldehyde）與二羥基丙酮（dihydroxyacetone）卻完全未被偵測到。此結果挑戰了星際化學普遍認為分子主要透過逐步增加碳原子而成長的模型，顯示赤藻酮糖可能是在星際塵埃表面由更簡單的分子直接反應生成，再進一步參與更複雜的化學演化。

研究人員認為，這項突破不僅提供糖類可於星際空間自然形成的直接證據，也大幅提升未來在宇宙中發現更多生命相關分子的可能性，包括RNA重要組成成分核糖（ribose）等關鍵糖類。若未來能在星際物質中進一步確認這些生命前驅分子，將有助於建立從星際化學演化、太陽系形成到地球生命起源之間更完整的演化脈絡，為探索生命起源與星際有機化學研究拓展重要的新方向。（編輯／蔡承穎）

資料來源：Sci News