星際介質(interstellar medium,ISM,即恆星與恆星之間的物質)其實是一座驚人的化學工廠,科學家至今已在其中偵測到超過340種分子。糖類,是維持生命不可或缺的分子,它們既是新陳代謝的燃料,也是核酸(DNA、RNA)骨架的重要組成,在探討生命如何起源的化學研究中,糖類特別重要。然而,一個長久以來沒有被解決的問題是:地球上最早的糖究竟從何而來?因為在模擬早期地球環境的實驗中,糖的產量極低,不足以支持生命誕生。近年來,科學家在原始隕石以及小行星貝努(Bennu)的樣本中,都找到了核糖、葡萄糖等單糖,這暗示地球上的糖或許有一部分來自外太空。可能早在隕石、小行星這類母體形成之前,糖類分子就已經先在星際介質中生成了。可惜的是,人類至今仍未在星際介質中偵測到任何一種糖。雖然乙醇醛(glycolaldehyde)在星際空間中相當普遍,但它其實是一種羥基醛,並不算真正的糖。過去在太空中尋找糖之所以困難,是因為缺乏精確的氣相轉動光譜資料,這種光譜就像分子的「指紋」,是天文學家用電波望遠鏡辨認太空分子的必要依據;糖類容易受熱分解、又容易吸水,很難汽化與測量,因此遲遲測不到這些指紋。
近日,西班牙天體生物學中心(CAB)的研究團隊,利用Yebes 40公尺與IRAM 30公尺兩座電波望遠鏡,對位於銀河系中心區、化學成分極為豐富的分子雲G+0.693進行超高靈敏度的寬頻光譜巡天,成功偵測到赤蘚酮糖(erythrulose),即一種帶有掌性的四碳酮糖,這也是人類首次在星際介質中發現真正的糖。研究團隊發現,赤蘚酮糖的含量至少是同類三碳糖的8倍,這點相當出人意料,因為傳統上每多接一個碳原子,其含量通常會下降約一個數量級(即約10倍)。研究團隊透過量子化學與天文化學模型,進一步發現,赤蘚酮糖是在星際塵埃表面的水冰上,由乙醇醛與乙二醇這兩種含量豐富的二碳分子結合而成。由於酮糖在水中很容易異構化成醛糖,而這正是通往核糖與核酸的關鍵一步,因此這項發現也意味著:在地球早期,構成核酸所需要的糖,很可能就源自外太空。