什么是托林？让“终极边界”变红的神秘物质

新年第一天，NASA的“新视野号”探测器飞掠了一个被称为MU69（或“终极边界”）的微小世界，这是人类迄今为止近距离研究过的最遥远天体。由于大部分数据仍存储在航天器上等待传输，科学家们仍在了解这个遥远天体。我们知道它由两块松散连接的岩石组成。我们知道它没有月球或光环，这些可能会让“新视野号”在近距离飞掠时发生碰撞。而且我们知道“终极边界”是红色的。

“新视野号”团队成员Carly Howett表示，如果你站在“新视野号”探测器上飞掠而过，肉眼看到的“终极边界”将是红色的，而且非常暗。但借助增强图像，也很明显一些区域比其他区域更红，比如一个被称为马里兰的大型陨石坑的边缘。

“新视野号”团队在周一于休斯顿举行的第50届月球与行星科学大会的一次任务更新中表示，这种红色很可能是由一种被称为托林的神秘化合物引起的。

那么，托林是什么？

广义上讲，托林是在紫外线照射富碳分子（如甲烷或乙烷）时产生的复杂碳链。结果是产生一种红色的、像焦油一样的物质。这听起来可能不令人兴奋，但正是天文学家和科学传播明星卡尔·萨根在实验室里（与研究员Bishun Khare一起）创造出这种物质后将其命名的。他们当时正在进行著名的米勒-尤里实验的变种，试图重现早期地球的化学条件，以了解生命可能如何起源。

其理念是，自然可以在完全没有生物的情况下，产生越来越复杂的碳链，直到最终迈向生物蛋白质，从而推测，生命本身可能只是一步之遥。托林是复杂的有机（意味着含有碳）分子，可能是这个过程中关键的一步。因此，科学家们对它在宇宙中的分布非常感兴趣。

NASA科学家表示，如果当时你在“新视野号”探测器新年飞掠“终极边界”时在探测器上，这个世界在肉眼看来将是明显的红色。这很可能是由一种叫做托林的化合物引起的。（来源：NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所）

在实验室和野外

早期地球可能是一个富含托林的地方。但在我们当前富含氧气的世界里，它只存在于实验室中（氧气会破坏托林）。在更远的地方，研究人员在土星的卫星泰坦和海王星的卫星特里同以及许多较小的冰冷天体上发现了类似的物质。但在这里，分歧开始出现了——很难确定科学家在实验室中创造的物质与在太空中观测到的物质有多接近。它们看起来相似，但由于我们还未能从外太阳系带回样本，外观是我们目前唯一拥有的。

在某些环境中呈红色的色调，是科学家们可能正在观察到至少与托林相似的化合物的一个相当好的迹象，但潜在的托林种类远不止一种。许多不同的化合物可以产生各种类型的托林，仅凭光谱（即它们反射的光的类型）来挑选可能存在的种类几乎是不可能的。混合在一起从远处看，很难将一个复杂的碳链与其他碳链区分开来。

一些研究人员，如约翰霍普金斯大学的行星科学家Sarah Hörst，不喜欢将外太空的这些物质称为托林，因为从如此遥远的地方很难确定我们所看到的与我们在地球上制造的物质是否完全一致。它们当然是类似物——但也许不是完全相同的东西。

太空任务的托林搜寻

“新视野号”显示冥王星上广泛地掺杂着红色的、类似托林的物质。（照片来源：NASA/JHUAPL/SwRI）

但正因如此，我们才更需要尽可能近距离地研究它们。过去十年里，各种任务对这些遥远的、可能存在的托林进行了更仔细的观察。“卡西尼号”任务将“惠更斯号”探测器降落在泰坦星上，揭示了一个充满富碳物质的世界：它们存在于地表、月球的海洋和湖泊中，以及散布在大气层中。

2015年，“新视野号”探测器飞掠冥王星，描绘了这颗前行星令人惊叹的细节视图——它在某些地方明显是红色的，与其伴星卡戎一样。托林（或类似托林的东西）是最可能的罪魁祸首。

现在，随着新年的到来，“新视野号”对更遥远的天体“终极边界”进行了近距离观察，根据“新视野号”科学家Carly Howett的说法，它“非常红”。这使其与其他近邻的柯伊伯带天体相当。“它比彗星之类的东西要红得多，”Howett补充道。

相比之下，柯伊伯带的其他天体偶尔会冲入内太阳系，在那里它们会加热并发生化学变化，而这些变化在寒冷的柯伊伯带中从未发生过。这意味着观察“终极边界”就像在看太阳系早期历史的原始物质一样清晰。

托林之美在于，它们作为生命起源的线索弥足珍贵，同时也相当普遍。像甲烷这样的碳化合物在宇宙中无处不在。恒星每秒都在发出紫外线辐射，沐浴着宇宙。构成要素很容易找到。因此，如果托林是生命起源的关键，我们可以环顾四周，感到欣慰，因为生命的要素遍布我们所见的每个角落。