?伯望遠(yuǎn)鏡?次探測(cè)到關(guān)鍵的碳分?它是所有已知?命的基礎(chǔ)

一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用美國(guó)宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡首次在太空中探測(cè)到一種新的碳化合物。該分子被稱為甲基陽(yáng)離子（發(fā)音為cat-eye-on）（CH3+），它很重要，因?yàn)樗兄谛纬筛鼜?fù)雜的碳基分子。在一個(gè)年輕的恒星系統(tǒng)中檢測(cè)到了甲基陽(yáng)離子，該系統(tǒng)有一個(gè)名為d203-506的原行星盤(pán)，位于獵戶座星云中約1350光年之外。

碳化合物構(gòu)成了所有已知生命的基礎(chǔ)，因此對(duì)于致力于了解生命在地球上如何發(fā)展以及生命如何在宇宙其他地方發(fā)展的科學(xué)家來(lái)說(shuō)特別有趣。韋伯以新的方式開(kāi)啟了星際有機(jī)（含碳）化學(xué)的研究，這是許多天文學(xué)家強(qiáng)烈著迷的領(lǐng)域。

這張由韋伯的NIRCam（近紅外相機(jī)）拍攝的圖像顯示了獵戶座星云的一部分。在這個(gè)區(qū)域，來(lái)自左上角的梯形星團(tuán)的高能紫外線與密集的分子云相互作用。恒星輻射的能量正在慢慢侵蝕獵戶座條，這對(duì)新生恒星周圍形成的原行星盤(pán)中的分子和化學(xué)成分產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

在這張圖像中， 有一個(gè)名為d203-506的年輕恒星系統(tǒng)， 它有一個(gè)原行星盤(pán)。天文學(xué)家首次利用韋伯在該圓盤(pán)中檢測(cè)到一種稱為甲基陽(yáng)離子的碳分子。該分子很重要，因?yàn)樗兄谛纬筛鼜?fù)雜的碳基分子。

從理論上講，CH3+特別重要，因?yàn)樗苋菀着c多種其他分子發(fā)生反應(yīng)。因此，它就像一個(gè)“火車站”，分子可以在其中停留一段時(shí)間，然后再朝許多不同的方向之一與其他分子發(fā)生反應(yīng)。由于這一特性，科學(xué)家懷疑CH3+構(gòu)成了星際有機(jī)化學(xué)的基石。

韋伯的獨(dú)特功能使其成為尋找這一關(guān)鍵分子的理想天文臺(tái)。韋伯精湛的空間和光譜分辨率及其靈敏度，都為團(tuán)隊(duì)的成功做出了貢獻(xiàn)。特別是，韋伯對(duì)CH3+的一系列關(guān)鍵發(fā)射線的檢測(cè)鞏固了這一發(fā)現(xiàn)。

科學(xué)團(tuán)隊(duì)成員、法國(guó)巴黎薩克雷大學(xué)的瑪麗-艾琳·馬丁-德魯梅爾表示：“這一檢測(cè)不僅驗(yàn)證了韋伯令人難以置信的靈敏度，而且還證實(shí)了CH3+在星際化學(xué)中的核心重要性?！?/p>

雖然d203-506中的恒星是一顆小型紅矮星，但該系統(tǒng)受到來(lái)自附近熾熱、年輕、大質(zhì)量恒星的強(qiáng)烈紫外線（ U V ）的轟擊。科學(xué)家認(rèn)為，大多數(shù)行星形成盤(pán)都會(huì)經(jīng)歷一段如此強(qiáng)烈的紫外線輻射時(shí)期，因?yàn)楹阈峭扇航Y(jié)隊(duì)地形成，其中通常包括大量產(chǎn)生紫外線的恒星。

通常情況下， 紫外線輻射會(huì)破壞復(fù)雜的有機(jī)分子，在這種情況下，CH3+的發(fā)現(xiàn)似乎令人驚訝。然而，研究小組預(yù)測(cè)，紫外線輻射實(shí)際上可能為CH3+的形成提供必要的能量來(lái)源。一旦形成，它就會(huì)促進(jìn)額外的化學(xué)反應(yīng)以構(gòu)建更復(fù)雜的碳分子。

總體而言， 該團(tuán)隊(duì)指出， 他們?cè)赿203-506中看到的分子與典型的原行星盤(pán)有很大不同。特別是，他們無(wú)法檢測(cè)到任何水的跡象。

這清楚地表明紫外線輻射可以完全改變?cè)行潜P(pán)的化學(xué)成分。它實(shí)際上可能在生命起源的早期化學(xué)階段發(fā)揮著關(guān)鍵作用，”該研究的主要作者、位于圖盧茲的法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的奧利維爾·貝爾內(nèi)闡述道。

這些研究結(jié)果已發(fā)表在《自然》雜志上。