此番研究發現的複雜有機物大分子是芳香族和脂類分子的結合體

研究顯示年輕恒星正向周遭恒星際介質中拋射大量物質

此項研究的首席科學家：香港大學物理學院郭新教授

　　北京時間11月6日消息，科學家們最近的研究發現，在宇宙中年輕恒星周圍的化學工廠中，能夠産生遠比我們之前想象地要複雜地多的分子。

　　我們之前已經在彗星和行星上探測到相對複雜的含碳分子，這些分子結構應當是在太陽系內其他區域形成的。但是根據最新一篇發表在《自然》雜誌上的論文，宇宙光譜中一部分“無法識別的紅外輻射”可能實際上來自年輕恒星周遭形成的大型分子。科學家們還認為這樣的分子有可能在地球形成早期曾經被帶到地球上。

　　我們對於宇宙中發生的化學作用知之甚少，科學家們很大程度上只能去猜測自然界是如何進行複雜分子的合成工作。至此之前科學界便已了解，在年輕恒星的周圍可以形成相對簡單的分子，而稍複雜的分子也可以稍後在相對更加低溫的環境中形成。

　　而更讓問題顯得神秘的是，我們在銀河系內部和宇宙其他區域都探測到一些無法識別的紅外線輻射，天文學家們乾脆稱它們為“不明紅外輻射”(UIE)。這種紅外輻射必定來自分子的振動，即大分子內部原子間的相對振動，它們會吸收特定波長的光波，隨後以紅外線的形式再次輻射出去。

　　就像一台鋼琴的每個按鍵的音調不同一樣，每種分子的振動都有着自己獨一無二的特徵，這也使得科學家們得以通過光譜“指紋”來識別出相應的分子。但是“不明紅外輻射”顯示的這種信號太過複雜，似乎是一大群信號混雜在一起，這讓解譯工作困難重重。

　　恒星的力量

　　自從上世紀70年代開始，天文學家們便開始猜測産生這種複雜信號的分子究竟會是什麼？最近他們開始懷疑這可能是由一種多環芳香族碳氫化合物(PAHs)産生的。這是碳原子構成的環狀結構並和氫原子相結合形成的複雜構造，在烤焦的肉類中就存在這種物質，這是一種致癌物。

　　不過需要澄清的一點是，這些大分子的發現並非是説它們的結構有多麼複雜，人們之前已經在太陽系內很多區域，如彗星以及土衛六的表面發現過同樣或更加複雜的大分子。這一發現的意義在於它是在新生恒星周遭區域形成的。

　　香港大學天文學郭新教授告訴記者説：“傳統的觀點是認為這些物質是在太陽系內‘本地’形成的。”郭教授和他的同事張勇教授合作，借助美國宇航局斯皮策空間望遠鏡對新生恒星發出的光進行了研究，並將其與兩顆新星的光進行比對，新星是白矮星爆炸産生的亮度驟增現象。隨後他們開始構建一個假象的分子模型，並結合實測數據不斷更改其結構和組成，直到模擬顯示其振動特徵和實測數據達到最佳吻合為止。

　　模擬的結果顯示，這種信號的産生並非來自單純的多環芳香族碳氫化合物，而是一種和多環芳香族碳氫化合物非常類似的環狀芳香族結構，並含有扭結的脂肪鏈成分。

　　郭新教授稱：“我們這一研究的意義在於，我們確認了在太陽系中發現的這類有機物物質和行星狀星雲中存在的這類物質之間存在高度的相似性。這一點暗示，太陽系中可能包含有恒星際有機物的殘余。”

　　另外，這也可能意味着之前人們認為這類複雜大分子的出現是一種罕見且難以理解的複雜過程的觀點是錯誤的，這種現象可能普遍存在於很多恒星周遭環境中。

　　不過美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的卡裏裏斯(Carey Lisse)表示，儘管可能確實有很多年輕恒星正向周遭空間拋出複雜的有機分子，但是那些更加年老，甚至瀕死的恒星可能也有同樣的現象，甚至更甚。

　　他提到了最近一篇發表在《天體物理學報》上的文章，這是美國海軍研究實驗室的榮達斯圖爾特(Rhonda Stroud)所做的工作。在該研究中，斯圖爾特證明了當超新星爆發時産生的衝擊波通過星際介質時，可以産生芳香族物質和脂類分子。

　　這樣的研究讓問題一下子變得複雜起來，我們很難了解這些複雜分子最後是否以及是如何抵達其他恒星系，比如我們的太陽系的。 “想要去搞清這些複雜有機物質是原生於太陽系還是歷史上星際介質産物的遺跡，這個問題很有趣。並且我們現在並不清楚有關這一問題的討論將把我們引向何方，不過很有趣的是，他們現在已經開始有了一些線索。”

　　他説：“年輕恒星在‘重新播種’這些有機分子過程中所起的作用非常複雜；我們還不清楚在這一過程中它們摧毀了多少又創造了多少。但是任何有關它們確實在星際介質有機質擴散過程中起到作用的線索都是讓人興奮的，因為這就意味着它們在生命形成方面可能起到了作用。” 裏斯教授認為這篇這篇發表在《自然》雜誌上的論文是向着正確的方向邁出的一部，但是這將絕不會是最後一步。(晨風)