天文学家发现最古老的复杂有机分子
詹姆斯韦伯太空望远镜在大爆炸后不到 15 亿年的星系中发现了多环芳烃。
这张图片中的有机分子以橙色突出显示/
一个国际天文学家小组使用詹姆斯·韦伯太空望远镜在当今最遥远的星系中发现了复杂的有机分子。地球天文学家将这个星系 SPT0418-47 视为宇宙大爆炸后仅一年半、宇宙历史的开端。今天,由于宇宙的膨胀,它的距离已经达到了数百亿光年。
SPT0418-47 于 2013 年首次被发现,此后一直被世界各地的天文学家研究。然而,这一新发现首次使阐明一个遥远星系的成分并了解与新恒星诞生密切相关的复杂化学反应成为可能。这要归功于一种罕见的引力透镜现象,当时两个星系对地球上的观察者来说是一条直线。结果,来自背景星系的光被前景星系拉伸和放大,呈现出一种称为爱因斯坦环的环状形状。
通过结合“詹姆斯·韦伯”的能力和天然银河透镜,科学家们已经在 SPT0418-47 中发现了多环芳烃 (PAH) 存在的迹象。这些有机化合物,其中一些是强致癌物,在地球上也有发现,通常是由于森林火灾时木材不完全燃烧和人类燃烧化石燃料而形成的。
多环芳烃在太空中很常见。它们通常位于富含冷气体的区域,那里的恒星形成最为活跃。但是,根据新的观察,至少对于早期宇宙而言,事情要复杂一些。
天文学家现在已经在几个没有形成新恒星(或有东西阻挡恒星发射的地方)的区域发现了多环芳烃的痕迹。同时,也有恒星形成活跃的区域,但其中没有复杂有机物质的痕迹。
以SPT0418-47为例形成爱因斯坦环的方法;距离地球 30 亿光年的附近星系充当透镜
结果,发表在《自然》杂志上的这项工作的结果证实了地面望远镜的惊人能力,天文学家借助它可以研究距地球数十亿年的星系的化学成分。或许在未来,他们将能够找到更遥远的星系,这些星系不是在大爆炸后形成数十亿年,而是在数百万年之后形成的,并且可以更深入地了解过去。
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