天文学家用詹姆斯·韦布望远镜在银河系外一颗年轻恒星周围的冰层里,找到了五种复杂的有机分子。这是头一次在咱们银河系之外发现这么多种生命相关的化学物质,说明宇宙里可能到处都有这些东西。
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研究结果10月20日发表在《天体物理学杂志通讯》上。
在哪儿发现的?
大麦哲伦星系,离地球16万光年,是个围着银河系转的小星系。那里的环境挺极端——到处是又热又亮的恒星,紫外线辐射特别强。而且那个星系里的重元素,比如碳、氮、氧这些,含量比银河系少得多。
这种环境跟早期宇宙的星系很像,所以在那儿的发现特别有意思。马里兰大学的天文学家Marta Sewilo说:"在大麦哲伦星系学到的东西,能帮我们理解宇宙年轻时那些遥远星系里发生了什么。那些地方条件更差,重元素更少,但复杂的化学反应照样在进行。"
去年3月,研究团队把韦布望远镜对准了大麦哲伦星系里一颗编号ST6的恒星。这颗星还在形成阶段,外面裹着厚厚的冰。通过分析红外光,他们在冰层里认出了五种分子:甲醇、乙醛、乙醇、甲酸甲酯和乙酸。
这五种分子里,只有甲醇以前在银河系外的恒星周围被确认过。乙酸——就是醋里的那个成分——这还是第一次在太空冰层里被明确发现。
Sewilo说:"韦布望远镜之前,就算在银河系里,也只确认过甲醇这一种复杂分子存在于恒星周围的冰里。这次观测质量太好了,从一个光谱里就挖出了这么多信息。"
除了这五种,他们还看到了疑似乙醇醛的信号,但还得再确认。如果真是乙醇醛,那就更有意思了——它能跟别的分子反应生成核糖,而核糖是RNA的关键组成部分。
说明了什么?
在大麦哲伦星系那种地方都能找到这么多复杂分子,说明就算环境恶劣、原料稀缺,尘埃表面的化学反应还是能搞出复杂玩意儿来。
过程大概是这样:太空里冷得要命,气体凝结成冰,附着在尘埃颗粒上。恒星发出的光和宇宙射线给这些冰提供能量,推动它们发生化学反应,慢慢组装成越来越复杂的分子。
这事儿可能在整个宇宙到处都在发生。如果连重元素这么少的大麦哲伦星系都行,那早期宇宙——那会儿到处都缺重元素——也很可能在进行类似的化学反应。
跟生命有什么关系?
地球生命离不开复杂有机分子。DNA、RNA、蛋白质这些东西都是碳、氢、氧、氮拼起来的。科学家一直在争论:这些分子是地球上自己合成的,还是部分来自太空?
最近几十年的证据越来越指向后者。陨石里有氨基酸,彗星上有有机物,现在银河系外恶劣环境里也发现了一堆复杂分子。这说明宇宙的"化学工厂"比想象中普遍得多。
如果生命需要的化学原料在宇宙里这么常见,那生命本身会不会也挺常见?现在还不好说,但至少"原料"这关不是问题。
研究团队接下来打算用韦布望远镜在更多地方找这些分子,看看不同环境下都有些什么。Sewilo说:"这次发现让我们在理解宇宙化学方面跨了一大步,也为研究生命起源打开了新思路。"
韦布望远镜的红外观测能力比以前的望远镜强太多,能看穿厚厚的尘埃云,观察恒星形成区内部。
随着数据积累,后面肯定还有更多发现。
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