探索宇宙奧秘 · 理性思考

宇宙深處不僅有點點星光，還可能到處都是生命的“原材料”。

近日，牛津大學(xué)與天體生物學(xué)中心（CAB）的聯(lián)合團隊傳出重磅消息。他們利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST），在銀河系外的一個星系核中，發(fā)現(xiàn)了極其豐富的小分子有機物。

這不僅是觀測技術(shù)的勝利，更顛覆了我們對宇宙化學(xué)演化的認(rèn)知。

這次觀測的目標(biāo)是星系IRAS 07251–0248。

這是一個超亮紅外星系。

它的核心被厚厚的氣體和塵埃包裹，像穿了一層厚重的“棉衣”。

這些物質(zhì)吸收了絕大部分輻射。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡根本看不清里面的情況，就像霧里看花。

但韋伯望遠(yuǎn)鏡不一樣。

它主要工作在紅外波段。

紅外光波長更長，穿透力強，能輕易穿過那些致密的塵埃云。

研究團隊使用了韋伯的兩大“神器”：NIRSpec和MIRI儀器。

它們覆蓋了3到28微米的波長范圍。

這就像給星系核心做了一次“CT掃描”。

透過層層迷霧，科學(xué)家們終于看清了那個被隱藏的核。

觀測結(jié)果令人震驚。

在這個星系核中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個巨大的“有機倉庫”。

他們探測到了苯、甲烷、乙?lein等分子。

甚至還發(fā)現(xiàn)了二乙炔和三乙炔。

最引人注目的發(fā)現(xiàn)是甲基自由基（CH3）。

這是人類首次在銀河系以外探測到這種分子。

它的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，很難長期存在。

能在銀河系外找到它，說明那里的化學(xué)反應(yīng)非常劇烈。

除了氣態(tài)分子，那里還有大量的固態(tài)物質(zhì)。

比如含碳顆粒和水冰。

這些分子的豐度，遠(yuǎn)超現(xiàn)有理論模型的預(yù)測。

這說明，星系核中必定存在某種機制，源源不斷地補充碳元素。

這些有機分子是怎么來的？

以前，科學(xué)家認(rèn)為主要靠高溫。

或者是氣體的劇烈湍流。

但這次的研究否定了這些傳統(tǒng)觀點。

牛津團隊的分析給出了新答案：宇宙射線。

這些星系核環(huán)境極端，宇宙射線極其豐富。

它們就像一把把微觀的“粉碎機”。

射線不斷轟擊星際介質(zhì)中的多環(huán)芳烴（PAHs）和含碳塵埃顆粒。

這些大顆粒被擊碎，分裂成小分子。

然后釋放到氣體中。

這就像把樂高積木拆散，變成了一塊塊基礎(chǔ)磚塊。

這種機制解釋了為什么會有那么多小分子有機物。

這也解釋了為什么那里的化學(xué)成分如此豐富。

這種化學(xué)過程，可能正是生命前體物質(zhì)的來源。

雖然這些小分子還不是生命物質(zhì)。

但它們是通往氨基酸和核苷酸的必經(jīng)之路。

可以說，這些極端的星系核，就是宇宙中的“有機分子工廠”。

在這場探索宇宙化學(xué)的競賽中，中國力量也在迅速崛起。

雖然這次發(fā)現(xiàn)主要依賴韋伯望遠(yuǎn)鏡。

但中國在相關(guān)領(lǐng)域的布局，早已展開。

射電望遠(yuǎn)鏡也是探測星際分子的利器。

FAST已經(jīng)探測到大量的星際分子譜線。

這為我們理解銀河系內(nèi)的化學(xué)演化提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在空間科學(xué)領(lǐng)域，中國的“悟空”衛(wèi)星（DAMPE）也在發(fā)揮作用。

它專注于探測高能宇宙射線。

這直接關(guān)系到本次研究提到的“宇宙射線粉碎機制。

通過測量宇宙射線的能譜，我們能更精確地推演其對星際化學(xué)的影響。

未來，中國的巡天空間望遠(yuǎn)鏡（CSST）也將發(fā)射升空。

它將擁有廣闊的視場和強大的成像能力。

雖然波段側(cè)重不同，但CSST將與韋伯望遠(yuǎn)鏡形成互補。

屆時，中國科學(xué)家將在這一領(lǐng)域擁有更多的話語權(quán)。

我們不僅能看，還能通過自主設(shè)備，去驗證和發(fā)現(xiàn)新的宇宙化學(xué)規(guī)律。

從銀河系內(nèi)到系外，從射電到紅外，人類正在拼湊宇宙生命的拼圖。

而中國，正成為這股探索力量中不可或缺的一環(huán)。