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科學(xué)家們最近的研究發(fā)現(xiàn)，在宇宙中年輕恒星周圍的化學(xué)工廠中，能夠產(chǎn)生遠(yuǎn)比我們之前想象地要復(fù)雜地多的分子。我們之前已經(jīng)在彗星和行星上探測(cè)到相對(duì)復(fù)雜的含碳分子，這些分子結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是在太陽(yáng)系內(nèi)其他區(qū)域形成的，但是根據(jù)最新一篇發(fā)表在《自然》雜志上的論文，宇宙光譜中一部分“無(wú)法識(shí)別的紅外輻射”可能實(shí)際上來(lái)自年輕恒星周遭形成的大型分子。科學(xué)家們還認(rèn)為這樣的分子有可能在地球形成早期曾經(jīng)被帶到地球上。 我們對(duì)于宇宙中發(fā)生的化學(xué)作用知之甚少，科學(xué)家們很大程度上只能去猜測(cè)自然界是如何進(jìn)行復(fù)雜分子的合成工作。之前科學(xué)界便已了解，在年輕恒星的周圍可以形成相對(duì)簡(jiǎn)單的分子，而稍復(fù)雜的分子也可以稍后在相對(duì)更加低溫的環(huán)境中形成。 而更讓問(wèn)題顯得神秘的是，我們?cè)阢y河系內(nèi)部和宇宙其他區(qū)域都探測(cè)到一些無(wú)法識(shí)別的紅外線輻射，天文學(xué)家們干脆稱它們?yōu)椤安幻骷t外輻射”(UIE)。這種紅外輻射必定來(lái)自分子的振動(dòng)，即大分子內(nèi)部原子間的相對(duì)振動(dòng)，它們會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光波，隨后以紅外線的形式再次輻射出去。 就像一臺(tái)鋼琴的每個(gè)按鍵的音調(diào)不同一樣，每種分子的振動(dòng)都有著自己獨(dú)一無(wú)二的特征，這也使得科學(xué)家們得以通過(guò)光譜“指紋”來(lái)識(shí)別出相應(yīng)的分子，但是“不明紅外輻射”顯示的這種信號(hào)太過(guò)復(fù)雜，似乎是一大群信號(hào)混雜在一起，這讓解譯工作困難重重。 恒星的力量 自從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，天文學(xué)家們便開(kāi)始猜測(cè)產(chǎn)生這種復(fù)雜信號(hào)的分子究竟會(huì)是什么。最近他們開(kāi)始懷疑這可能是由一種多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔?PAHs)產(chǎn)生的。這是碳原子構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)并和氫原子相結(jié)合形成的復(fù)雜構(gòu)造，在烤焦的肉類中就存在這種物質(zhì)，是一種致癌物。 不過(guò)需要澄清的一點(diǎn)是，這些大分子的發(fā)現(xiàn)并非是說(shuō)它們的結(jié)構(gòu)有多么復(fù)雜，人們之前已經(jīng)在太陽(yáng)系內(nèi)很多區(qū)域，如彗星以及土衛(wèi)六的表面發(fā)現(xiàn)過(guò)同樣或更加復(fù)雜的大分子。這一發(fā)現(xiàn)的意義在于它是在新生恒星周遭區(qū)域形成的。 香港大學(xué)天文學(xué)郭新教授告訴記者說(shuō)：“傳統(tǒng)的觀點(diǎn)是認(rèn)為這些物質(zhì)是在太陽(yáng)系內(nèi)‘本地’形成的。”郭教授和他的同事張勇教授合作，借助美國(guó)宇航局斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)新生恒星發(fā)出的光進(jìn)行了研究，并將其與兩顆新星的光進(jìn)行比對(duì)，新星是白矮星爆炸產(chǎn)生的亮度驟增現(xiàn)象。隨后他們開(kāi)始構(gòu)建一個(gè)假象的分子模型，并結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不斷更改其結(jié)構(gòu)和組成，直到模擬顯示其振動(dòng)特征和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到最佳吻合為止。 模擬的結(jié)果顯示，這種信號(hào)的產(chǎn)生并非來(lái)自單純的多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔铮且环N和多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔锓浅ｎ愃频沫h(huán)狀芳香族結(jié)構(gòu)，并含有扭結(jié)的脂肪鏈成分。 郭新教授稱：“我們這一研究的意義在于，我們確認(rèn)了在太陽(yáng)系中發(fā)現(xiàn)的這類有機(jī)物物質(zhì)和行星狀星云中存在的這類物質(zhì)之間存在高度的相似性。這一點(diǎn)暗示，太陽(yáng)系中可能包含有恒星際有機(jī)物的殘余。” 另外，這也可能意味著之前人們認(rèn)為這類復(fù)雜大分子的出現(xiàn)是一種罕見(jiàn)且難以理解的復(fù)雜過(guò)程的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，這種現(xiàn)象可能普遍存在于很多恒星周遭環(huán)境中。 不過(guò)美國(guó)約翰•霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的卡里•里斯(Carey Lisse)表示，盡管可能確實(shí)有很多年輕恒星正向周遭空間拋出復(fù)雜的有機(jī)分子，但是那些更加年老，甚至瀕死的恒星可能也有同樣的現(xiàn)象，甚至更甚。 他提到了最近一篇發(fā)表在《天體物理學(xué)報(bào)》上的文章，這是美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室的榮達(dá)·斯圖爾特(Rhonda Stroud)所做的工作。在該研究中，斯圖爾特證明了當(dāng)超新星爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的沖擊波通過(guò)星際介質(zhì)時(shí)，可以產(chǎn)生芳香族物質(zhì)和脂類分子。 這樣的研究讓問(wèn)題一下子變得復(fù)雜起來(lái)，我們很難了解這些復(fù)雜分子最后是否以及是如何抵達(dá)其他恒星系的，比如我們的太陽(yáng)系。“想要去搞清這些復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)是原生于太陽(yáng)系還是歷史上星際介質(zhì)產(chǎn)物的遺跡，這個(gè)問(wèn)題很有趣，并且我們現(xiàn)在并不清楚有關(guān)這一問(wèn)題的討論將把我們引向何方，不過(guò)很有趣的是，他們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始有了一些線索。” 他說(shuō)：“年輕恒星在‘重新播種’這些有機(jī)分子過(guò)程中所起的作用非常復(fù)雜。我們還不清楚在這一過(guò)程中它們摧毀了多少又創(chuàng)造了多少，但是任何有關(guān)它們確實(shí)在星際介質(zhì)有機(jī)質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程中起到作用的線索都是讓人興奮的，因?yàn)檫@就意味著它們?cè)谏纬煞矫婵赡芷鸬搅俗饔谩！?br /> 里斯教授認(rèn)為，這篇這篇發(fā)表在《自然》雜志上的論文是向著正確的方向邁出的一部，但是這將絕不會(huì)是最后一步。(文/新浪科技) 
此番研究發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜有機(jī)物大分子是芳香族和脂類分子的結(jié)合體
研究顯示，年輕恒星正向周遭恒星際介質(zhì)中拋射大量物質(zhì)
此項(xiàng)研究的首席科學(xué)家：香港大學(xué)物理學(xué)院郭新教授 |
