臺北市立天文科學教育館

天文學上一個長期存在的問題是：對我們生命至關重要的元素在宇宙中有多普遍？

一支國際天文學家團隊利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，在兩顆原恆星的周圍鑑定了從相對簡單的甲烷到複雜的化合物，如乙酸、乙醇（酒精）等複雜有機分子組成的各種冰冷（固態）化合物。這些分子構成了未來可能承載生命的世界的關鍵成分。這項工作基於之前韋伯望遠鏡在一個冷暗分子雲中探測到的多樣化冰的發現。研究成果已被《天文與天體物理學》期刊接受發表。（Rocha et al. 2024）

圖說：韋伯太空望遠鏡已識別出圍繞著兩顆原恆星的複雜有機分子。本圖顯示了其中一顆原恆星IRAS 2A的光譜。包括乙醛、乙醇、甲基甲酸酯以及可能的醋酸譜線。這些都是固態的化合物，是製造潛在可居住世界的關鍵成分。Credits： NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI)

在星際空間中，複雜有機分子的起源是什麼？它們是在氣態中產生還是在固態（冰）中產生？這次在固態的冰中檢測到複雜有機分子，表示在冰冷塵埃顆粒表面進行的固態化學反應可以構建出複雜的分子。以前天文學家曾在溫暖的氣態星際介質中檢測到複雜有機分子，認為它們來自冰（固態）的升華。因此，在冰中檢測到複雜有機分子讓天文學家對於更大有機分子起源的新理解充滿了希望。研究顯示，在恆星形成的較晚階段，冷冰中的複雜有機分子被認為比溫暖的氣態分子更容易從分子雲運送到行星形成盤中。這些冰冷的複雜有機分子因此可以被納入彗星和小行星中，而後者可能與形成中的行星碰撞，將可能促進生命發展的成分傳送到這些行星上。此次研究還檢測到了一些簡單的分子，包括甲酸、甲烷、甲醛和二氧化硫。而含硫化合物如二氧化硫在驅動古老地球上的代謝反應中發揮了重要作用。特別值得注意的是，此次研究中的其中一顆原恆星為低質量的原恆星，可能類似於我們太陽系的早期階段。因此，在這顆原恆星周圍識別到的化學物質，可能就是存在於我們太陽系發展的最初階段，然後來被傳遞到了古老的地球上。（編譯／段皓元）

資料來源：WEBB news