遥远的星系中，能否找到那些蕴含生命分子的信号？氨基酸、蛋白质、糖类、醇类这些地球上生命的基本分子元素看似再平常不过，但往深一层追问：这些生命相关的分子，又是从何而来呢？问题的答案，却很少有人能说得清楚。或者说，我们在尝试搜索地外生命的过程中，如果找不到外星人本人，是否能通过生命分子的搜索而窥见生命的端倪？本期赛先生天文，让我们看看科学家如何搜寻宇宙中的生命印记。
生命的起源是人类最关心的几个核心科学问题之一。虽然人类在几十年来一直都在努力进行外星文明的搜寻，但是目前还无法直接确认太阳系外的生命是否真实存在。按照地球上的生命构成要素，复杂的有机分子是形成生命的关键。本文将主要介绍星际空间中与生命相关的分子的探测方法及其进展。星际分子的探测，可以通俗地理解为用指纹去找人。
主要分为两个步骤：首先，在理论计算的基础上，对目标分子在实验室里准确测定其谱线发射频率以及不同谱线跃迁之间的相对强度，即找出不同分子的“指纹”特征；然后，在目标频率范围，进行特定分子的谱线发射的天文观测搜寻。在星际空间中探测分子，需要在一定的区域内有大量的同样的分子存在，发射出同样频率的辐射而被望远镜所探测到，通过探测到的辐射的强度以及所在的距离信息，可以计算出这种分子的数目以及质量。
作为20世纪60年代的四大天文发现之一，从1963年第一次利用射电光谱发现了星际分子到2022年8月为止，已有大约270种分子在星际空间被探测到，其中73种分子在银河系外的星系中被探测到。而关于这些分子如何在星际空间形成，也激发了天文学中一个非常新的研究方向：天体化学。蛋白质是组成地球上生命的基石，但是，这种生物大分子本身很难以气态存在，无法通过分子光谱进行天文探测。
因此，能够进一步反应生成蛋白质的相关小分子所受到的关注非常之多。蛋白质是由氨基酸发生缩合反应形成的，在星际空间找到氨基酸是很多热爱探索太空生命的人的梦想。非常遗憾的是，到目前为止，并无任何公认的氨基酸探测结果足以服众。但是，科学家在陨石中发现了超过70种氨基酸，这说明星际空间环境就可以形成足够多品种的氨基酸，无需在地球上通过无机物形成。
氨基酸的探测困难重重，但是，人们并没有放弃相关的研究，而是转向在星际空间搜寻氨基酸的“表亲”们。大部分的氨基酸有两个重要的特征：手性以及存在支链。手性分子以及含支链的分子的搜寻也在近些年都取得了重要的进展。星际空间中首个手性分子于2016年在银河系中心通过吸收线探测到。这类分子的发现说明在星际空间环境的天体化学反应过程可以满足手性分子的形成，进而出现足够的对映体过量。
蛋白质中有三种常见的支链氨基酸，它们对于构成生命十分重要。在星际空间搜寻具有支链的分子，对于理解与生命相关的氨基酸可以起到重要的作用。虽然在地球上非常常见，但第一次在星际空间探测到具有支链的分子却是最近几年才发现的重要研究进展。这个分子的探测结果表明这种含有支链的分子与其直链的同分异构体相比，有比较高的丰度，这对于理解在星际空间形成含支链的氨基酸起到了很大的帮助。
肽键是蛋白质中普遍存在的特殊结构，也是蛋白质的特征结构，因此类肽键分子的探测对于星际蛋白质形成的研究具有重要科学意义。到目前为止，在星际空间一共只探测到了5种含肽键分子。其中，最大的肽键分子为丙酰胺，在Sgr B2中探测到。
作为一个包括了12个原子的含肽键的分子，丙酰胺分子在星际空间的存在很可能不是特例，更大的类肽键分子，甚至更复杂的生命相关分子，可能在恒星形成过程中形成并稳定存在，只是由于信号太弱以及其它分子的发射的影响，目前还未曾探测到。目前，在星际空间探测到的约270个分子中，除了前面提到的含支链的分子、手性分子、含肽键的分子等约10种分子外，还有很多是和生命相关的有机分子。比如糖和醇类分子。
醇类分子里，最简单的甲醇在星际空间大量存在，除了有热辐射之外，还经常会有非常强的脉泽辐射。探索生命的起源一直是科学家的梦想。随着科学的发展和进步，我们虽然离最终答案的揭秘还很遥远，但是一直在越来越接近它。同时，与探索生命起源相关但是涵盖范围更广的一个新兴天文学分支——天体化学，也给了相关天文学研究提供了广阔的舞台。
我国的科研人员在积极投入精力开展搜索星际空间的新分子（包括生命相关的有机分子）的两个必要的手段：实验室准确测量分子的发射频率以及相对强度，以及利用天文望远镜进行谱线观测及证认等相关研究。对于天体化学相关的观测和理论研究，国内也已有不少科研人员在积极开展，我们可以满怀期待地展望在未来的天体化学及生命起源探索研究方面体现出更多的中国元素。揭开星际空间生命分子的来龙去脉，探索生命的起源。