444光年外，发现与生命有关的分子
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444光年外，发现与生命有关的分子
追溯我们这颗行星上生命的起源，理解其他行星系中生命的潜力，是许多科学家的梦想。天文学家有时会从分子层面入手，将有机分子作为一种宝贵的线索。
近日，一组天文学家借助智利的ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵），首次在一个形成行星的盘中探测到了二甲醚（CH3OCH3）。这种分子包含9个原子，是迄今为止在这类盘中发现的最大的分子。它也是更大的有机分子的一种前体，那些更大的有机分子有可能带来生命的出现。研究已于近日发表在《天文学与天体物理学》上。
天文学家首次在行星形成盘中探测到二甲醚。| 图片来源：ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
尘埃阱中的分子
在这项新研究中，天文学家利用ALMA对年轻恒星IRS 48（也被称为Oph-IRS 48）周围的行星盘进行了详细观测。
蛇夫座（Ophiuchus）。红色圆圈显示了Oph-IRS 48系统的位置。| 图片来源：ESO, IAU and Sky & Telescope
IRS 48位于约444光年之外的蛇夫座，它其实是不少研究人员的“老朋友”，一直是众多研究的对象，因为这里的行星盘包含了一种不对称的、腰果形状的“尘埃阱”。这片区域保留了大量毫米大小的尘埃颗粒，这些颗粒可以聚集在一起，成长为千米大小的天体，比如彗星、小行星甚至可能是行星。
ALMA观测到的腰果状的尘埃阱。| 图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der Marel
二甲醚是一种相对复杂的有机分子，像这样的有机分子通常被认为在形成恒星的云中产生，它们的出现甚至可能早于恒星的诞生。在这些寒冷的环境中，原子和像一氧化碳（CO）这样的简单分子会粘附在尘埃颗粒上，形成冰层并发生化学反应，从而孕育出更复杂的分子。
研究人员通过观测发现，IRS 48行星盘中的尘埃阱也是一个那样的“冰库”，其中藏有许多尘埃颗粒，它们被富含复杂分子的冰覆盖着。随着深入研究行星盘的这片区域，ALMA最终发现了二甲醚分子的迹象。
ALMA在IRS 48周围发现的各种气体分子，包括甲醛（橙色）、甲醇（绿色）和二甲醚（蓝色），还有一氧化碳（紫色）则存在于整个盘中。图中星号代表中心恒星位置。| 图片来源：ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
随着来自IRS 48的热让冰升华为气体，寒冷的云中留下的分子被释放了出来，变得能够被探测到。这种分子在之前从未在形成行星的盘中发现过。
研究人员还初步发现了甲酸甲酯的痕迹，这是一种类似二甲醚的复杂分子，它同样是更大的有机分子的基本构件。
更多复杂分子
二甲醚的发现表明，通常在恒星形成区域探测到的其他很多复杂分子，可能同样潜伏在行星盘的冰结构上。这些分子是前生物分子的前体，比如氨基酸和糖类，它们是构建生命不可或缺的基本组成部分。
研究人员相信，通过追踪这些分子从形成恒星的云到行星盘再到天体的“旅程”，研究它们的形成和演变，就能更深入地了解前生物分子是如何在行星上最终出现的，包括我们的地球。
未来，当特大望远镜（ELT）建成后，将继续对IRS 48进行研究。这让科学家有机会研究行星盘更靠内部的区域中的化学，像地球这样的行星可能正在那里形成。
编译：Gaviota
排版：雯雯
参考文献
https://www.eso.org/public/news/eso2205/
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/03/aa42981-21/aa42981-21.html
图片来源
封面图：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
首图：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
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