生命前分子一般是指生命进化所必需的生命起源前分子或形成这些分子的原材料，被类似彗星的天体带到地球，它们可以在恒星和行星形成的星际介质中形成，在地球生命起源中起着至关重要的作用。氨基氰（cyanamide，NH2CN） 及其同分异构体碳二亚胺（carbodiimide，HNCNH），即为星际介质中一种重要的生命前分子，它们可以经过一系列化学反应形成构成遗传关键物质RNA和DNA核酸碱基的腺嘌呤。氨基氰在星际空间中广泛的存在，意味着其极有可能在星际生命分子的形成过程中起着重要的作用。

　　新疆天文台天体化学团组特别研究助理张霞及其合作者通过理论化学研究，建立了氨基氰及其同分异构体的化学反应网，采用气相-尘埃-冰层三相模型NAUTILUS对其进行了化学模拟研究。相关研究成果已发表于英国《皇家天文学会月刊》（MNRAS，2023，521，1578）。

　　针对氨基氰被观测到的复杂星际物理环境，研究团队分别采用了冷核、热核（hot corino/core）及C-type激波的物理模型，详细研究了氨基氰及其同分异构体在不同的星际物理环境下的化学演化过程。经模型计算结果分析及与观测结果比较，确定了氨基氰和碳二亚胺主要通过尘埃表面自由基之间的化学反应生成，并得出了它们的星际化学演化过程，即首先在恒星演化的早期阶段主要通过尘埃表面化学反应生成，接着通过热解吸或激波引发地解吸过程到达气相中，进而被观测到。

　　在热核模型与激波模型下，氨基氰及其同分异构体的丰度及它们的丰度比都能很好地与观测结果（见图1）和实验值符合。科研人员通过理论模型研究明确了氨基氰与另一种重要的生命前分子甲酰胺的化学竞争关系及它们的丰度比随UV辐射强度的增加而增大（见图2）。 

　　未来随着天文技术的不断发展，我们有望探测到更多的星际生命前分子，从而将使我们能够更加深入地研究宇宙生命起源这一人类还未完全解决的问题。

　　文章链接：https://doi.org/10.1093/mnras/stad627 

图1. 在大（上）、小（下）质量热核模型中的塌缩和加热阶段中，NH₂CN与HNCNH气相和冰层的模拟丰度随着时间的变化。

图2. NH₂CN与NH₂CHO的气相丰度比在加热模型下采用不同UV辐射强度，T_max取150K（左图）和200K（右图）的物理条件下随时间的变化。