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《科学》:太空中从未见过的一种分子在星际尘埃中被发现

Emma Chou

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在恒星之间的空间中,在它们诞生的尘埃中,科学家们发现了太空中从未见过的分子。

在稠密的恒星形成云中发现的东西标志着首次在太空中发现一类被称为多环芳香烃的特定分子,这将有助于最终解开这些分子如何形成以及在哪里形成的谜底。

“我们一直认为多环芳烃主要是在濒死恒星的大气中形成的。”麻省理工学院天体化学家Brett McGuire说,“在这项研究中,我们在寒冷、黑暗的星云中发现了它们,而恒星甚至还没有开始形成。”

多环芳烃(PAHs)并不罕见。在地球上,它们经常出现,甚至不请自来。它们存在于原油中,原油是由死去的生物(如浮游动物和藻类)经过压缩和过热而形成的;还有煤——由被压缩和过热的死植物形成。

多环芳烃的起源也可以是非生物的——事实上,据我们所知,宇宙中大多数多环芳烃都是非生物起源的。先前的分析表明,在像我们这样的星系中,恒星之间的碳大约有15%是与多环芳烃结合在一起的,其中大部分漂浮在恒星之间的空间中,在星际介质中。

然而,我们所得到的只是一个整体特征,告诉我们多环芳烃存在于那里,而不是在星际气体中可以找到哪些单独的分子。

“现在,我们第一次有了一个直接的机会来了解它们的化学成分,这将让我们详细研究这个巨大的碳库是如何在形成恒星和行星的过程中发生反应和进化的。”McGuire说。

该研究小组的研究重点是金牛座分子云(TMC-1),听起来就像它——位于天空中大约430光年远的金牛座区域的一种寒冷的、高密度的分子云。

分子云是新生恒星诞生的地方,当气体中的一个稠密的结,在自身的重力作用下旋转时坍缩,从其周围的星云中卷走更多物质。

然而,研究小组在TMC-1中的发现与模型预测的并不一致。多环芳烃的存在是意料之中的——但丰度比预期的高了数量级。

“我们偶然发现了一组全新的分子,与我们之前能够探测到的任何东西都不一样,这将彻底改变我们对这些分子之间如何相互作用的理解。它有下游的影响。”McGuire说。

“当这些分子足够大,它们是星际尘埃的种子,它们有可能影响小行星、彗星和行星的成分,冰形成的表面,甚至可能反过来影响行星在恒星系统内形成的位置。”

这一发现还表明,分子云的化学成分可能比我们想象的要丰富和复杂得多,这为我们了解宇宙提供了一个新的工具。

哈佛和史密森天体物理中心的天体化学家迈克尔·麦卡锡(Michael McCarthy)说:“关于这些观测、这个发现、这些分子,令人惊讶的是,没有人看过,或者没有人足够认真地看过。这让你想知道,还有什么是我们没去寻找的。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

https://www.sciencealert.com/molecules-never-before-seen-in-space-have-been-found-between-the-stars

https://science.sciencemag.org/content/371/6535/1265


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