這幅馬賽克結(jié)合了歐空局赫歇爾天文臺對金牛座分子云的幾次觀測。位于距離我們約450光年的研究宇宙金牛座，這座巨大的團隊托兒星際云群是無數(shù)恒星誕生的地方，也是發(fā)現(xiàn)分化最接近恒星形成的大區(qū)域。Credit: ESA/Herschel/NASA/JPL-Caltech; acknowledgement: R. Hurt (JPL-Caltech),恒星化CC BY-SA 3.0 IGO
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)（by Daniel Strain, University of Colorado at Boulder）：一個國際研究團隊發(fā)現(xiàn)了宇宙“恒星托兒所”中分子化學演化的關(guān)鍵一步。在太空中的所中這些巨大的冷氣體和塵埃云中，數(shù)以萬億計的學演分子在數(shù)百萬年的時間里回旋在一起。這些星際云的國際關(guān)鍵崩塌最終產(chǎn)生了年輕的恒星和行星。
像人體一樣，研究宇宙恒星托兒所含有大量的團隊托兒有機分子，這些分子主要由碳原子和氫原子組成。發(fā)現(xiàn)分化該小組的恒星化研究結(jié)果于2月6日發(fā)表在《自然天文學》雜志上，揭示了某些大型有機分子是所中如何在這些云中形成的。這是學演碳原子在垂死恒星的心臟中形成，然后成為行星的國際關(guān)鍵一部分，地球上甚至更遠的生物的漫長化學旅程中的一小步。
“在這些冷分子云中，你正在創(chuàng)造出第一個最終將形成恒星和行星的構(gòu)造塊，”大氣與空間物理實驗室（LASP）助理研究員、科羅拉多大學博爾德分校化學系助理教授喬迪·鮑曼（Jordy Bouwman）說。
在這項新的研究中，鮑曼和他的同事深入研究了一個恒星托兒所：金牛座分子云（TMC-1）。該區(qū)域位于金牛座，距離地球約440光年（超過2萬億英里）。這種化學復雜的環(huán)境是天文學家稱之為“增生的無星核”的一個例子。它的云已經(jīng)開始坍塌，但科學家還沒有探測到在它內(nèi)部出現(xiàn)的胚胎恒星。
該團隊的發(fā)現(xiàn)取決于一種看似簡單的分子，叫做鄰位苯炔。通過在地球上的實驗和計算機模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)這種分子可以很容易地與太空中的其他分子結(jié)合，形成一系列更大的有機分子。
換言之，小積木變成了大積木。
鮑曼說，這些反應(yīng)可能是一個信號，表明恒星托兒所比科學家們認為的有趣得多。
他說：“我們才剛剛開始真正了解我們是如何從這些小的構(gòu)建塊到更大的分子的。”。“我想我們會發(fā)現(xiàn)，即使在恒星形成的早期階段，這種化學反應(yīng)也比我們想象的復雜得多。”
命運的觀察
鮑曼是一位宇宙化學家，他正在研究一個將化學和天文學相結(jié)合的領(lǐng)域，以了解在太空深處發(fā)生的劇烈化學反應(yīng)。
他說，從表面上看，冷分子云似乎不像是化學活動的溫床。正如它們的名字所暗示的那樣，這些星系原始湯往往是寒冷的，通常在-263攝氏度（約-440華氏度）左右徘徊，僅比絕對零度高10度。大多數(shù)反應(yīng)需要至少一點點熱量才能啟動。
但不管寒冷與否，復雜的化學反應(yīng)似乎正在恒星托兒所發(fā)生。特別是TMC-1，含有令人驚訝的濃度相對較大的有機分子，如富維納倫和1-和2-乙炔基環(huán)戊二烯。化學家稱它們?yōu)椤拔逶h(huán)化合物”，因為它們各自含有一個五邊形的碳原子環(huán)。
鮑曼說：“研究人員一直在TMC-1中檢測這些分子，但它們的來源尚不清楚。”。
現(xiàn)在，他和他的同事認為他們找到了答案。
2021，研究人員使用西班牙的Yebes 40米射電望遠鏡在TMC-1的氣體云中發(fā)現(xiàn)了一個意想不到的分子：鄰苯炔。鮑曼解釋說，這個由六個碳原子和四個氫組成的小分子是化學界外向型分子之一。它很容易與許多其他分子相互作用，不需要大量的熱量。
“反應(yīng)沒有障礙，”鮑曼說。“這意味著它有可能在寒冷的環(huán)境中驅(qū)動復雜的化學反應(yīng)。”
識別罪犯
為了弄清楚TMC-1中發(fā)生了什么樣的復雜化學反應(yīng)，鮑曼和來自美國、德國、荷蘭和瑞士的同事們采用了一種叫做“光電子-光離子重合光譜”的技術(shù)。該團隊利用一個叫做同步加速器光源的巨型設(shè)施產(chǎn)生的光來識別化學反應(yīng)的產(chǎn)物。他們發(fā)現(xiàn)，分子云的另一種常見成分鄰苯炔和甲基自由基很容易結(jié)合形成更大、更復雜的有機化合物。
鮑曼說：“我們知道我們找到了好東西。”。
然后，研究小組利用計算機模型來探索鄰苯炔在太空深處數(shù)光年的恒星苗圃中的作用。結(jié)果很有希望：這些模型產(chǎn)生的氣體云含有與天文學家在TMC-1中用望遠鏡觀察到的大致相同的有機分子混合物。
鮑曼說，換言之，正苯炔似乎是驅(qū)動這些恒星托兒所內(nèi)發(fā)生的氣相有機化學的主要候選者。
他補充說，為了充分了解TMC-1中發(fā)生的所有反應(yīng)，科學家們還有很多工作要做。例如，他想研究太空中的有機分子是如何吸收氮原子的，氮原子是地球上生物DNA和氨基酸的關(guān)鍵成分。
鮑曼說：“我們的發(fā)現(xiàn)可能會改變我們對形成新恒星和新行星的最初成分的看法。”。
這篇新論文的共同作者包括荷蘭萊頓大學、美國本篤會學院、德國維爾茨堡大學和瑞士保羅·謝爾研究所的研究人員。
作者:綜合
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
