導(dǎo)語(yǔ): [樂生活與愛IT Plus] Nature刊文提到韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有機(jī)分子; 之后CNET報(bào)道太空發(fā)現(xiàn)外星生命

2023年1月23日，Nature官網(wǎng)刊發(fā)了一篇題為“An Ice Age JWST inventory of dense molecular cloud ices”的文章，網(wǎng)址和官網(wǎng)截圖如下：

https://www.nature.com/articles/s41550-022-01875-w

該文摘要如下，里面提到了：有機(jī)分子。

冰顆粒的覆蓋物（Icy grain mantles）是揮發(fā)性元素的主要存儲(chǔ)層，這些揮發(fā)性元素將黑暗的星際云中的化學(xué)過(guò)程與行星的形成及其大氣層的組成聯(lián)系起來(lái)。最初的冰成分是在恒星形成之前的分子云中寒冷而致密的部分。由于詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的靈敏度，這個(gè)冰演化的關(guān)鍵階段現(xiàn)在可以進(jìn)行詳細(xì)的研究。在這里，我們展示了早期釋放科學(xué)項(xiàng)目冰河期的初步結(jié)果，揭示了這些密集的云冰的豐富組成。弱冰的特征，包括13CO2、OCN?、13CO、OCS和復(fù)雜的有機(jī)分子官能團(tuán)，現(xiàn)在沿著兩條恒星前的視線被探測(cè)到。12CO2的冰剖面表明冰顆粒的適度生長(zhǎng)。主冰和小冰的柱密度表明，冰占關(guān)鍵C、O、N、S元素 體量（bulk budgets）的2%~19%。我們的研究結(jié)果表明，簡(jiǎn)單和復(fù)雜分子的形成可以在富含水冰的環(huán)境中早期開始。

隨后不久，美國(guó)知名的科技新聞網(wǎng)站CNET以 “NASA's Webb Might've Discovered the Ingredients for Life in a Cold, Dark Cloud”? 為標(biāo)題，報(bào)道和分析了這一事件。下面全文翻譯如下：

《NASA韋伯望遠(yuǎn)鏡可能已經(jīng)在寒冷的烏云中發(fā)現(xiàn)了生命的成分》

https://www.cnet.com/science/space/nasas-webb-mightve-discovered-the-ingredients-for-life-in-a-cold-dark-cloud/

副標(biāo)題：也許我們并不像我們想象的那么獨(dú)特

作者：Monisha Ravisetti

Jan. 23, 2023 3:07 p.m. PT

這張照片由NASA（美國(guó)宇航局）的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的近紅外照相機(jī)（NIRCam）拍攝，展示了變色龍I暗分子云的中心區(qū)域，它位于630光年之外。By NASA, ESA, CSA

距離地球幾百光年的地方（從宇宙學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，這離地球非常近），有一片神秘的、霧蒙蒙的廣闊區(qū)域，被稱為變色龍一號(hào)（Chamaeleon I）分子云。在一個(gè)已經(jīng)寒冷和黑暗的宇宙中，這個(gè)朦朧的早期恒星被認(rèn)為是迄今為止已知的最寒冷和最黑暗的地區(qū)之一。在太空中最陰暗的角落里，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)宇宙演化和歷史中最明亮的余燼。

周一，在《自然》雜志上，與詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(James Webb Space Telescope，簡(jiǎn)稱JWST)合作的科學(xué)家宣布，將這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡指向變色龍一號(hào)后，發(fā)現(xiàn)了隱藏在云中的一群令人驚嘆的冰分子。但這些并不只是普通的分子。它們是一種恒星的磚塊（interstellar bricks），有一天會(huì)融合成下一代恒星、行星--甚至有可能導(dǎo)致我們所知的生命的開始。

果不其然，根據(jù)一份關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的新聞稿，在凍結(jié)的二氧化碳、氨和水等結(jié)構(gòu)性冰屑之上，JWST還設(shè)法在云中發(fā)現(xiàn)了被稱為“生命起源以前的分子”（或者叫做前生命分子、前生命成分）的證據(jù)。這僅僅是指已知的特定化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)為生命的前生創(chuàng)造了合適的條件。

萊頓天文臺(tái)（Leiden Observatory）的天文學(xué)家威爾·羅查（Will Rocha）對(duì)這一發(fā)現(xiàn)做出了貢獻(xiàn)，他在一份聲明中說(shuō)：“我們對(duì)復(fù)雜有機(jī)分子的鑒定，如甲醇和潛在的乙醇，也表明在這一特殊星云中發(fā)展的許多恒星和行星系統(tǒng)將繼承處于相當(dāng)高級(jí)化學(xué)狀態(tài)的分子。”“這可能意味著行星系統(tǒng)中前生命分子的存在是恒星形成的常見結(jié)果，而不是我們太陽(yáng)系的獨(dú)特特征。”

換句話說(shuō)，也許人類、花朵和地球上的微生物并沒有那么特別。也許我們?cè)谟钪嬷胁⒉还聠危驗(yàn)橹圃煳覀兊某煞质欠浅３Ｒ姷母碑a(chǎn)品，是早期恒星成長(zhǎng)為大而壞的太陽(yáng)（big, bad suns）的副產(chǎn)品。

好吧，需要澄清的是，這并不意味著我們已經(jīng)找到了外星生命的證據(jù)或類似的重大證據(jù)。我的意思是，我們并不確切地知道隨著時(shí)間的推移，這些云載分子（cloud-borne molecules）會(huì)發(fā)生什么，因?yàn)槊阅闾?yáng)系（mini-solar systems）的分身實(shí)際上開始形成。

然而，它確實(shí)為搜尋開辟了一些（非常初步的）途徑。萊頓天文臺(tái)（Leiden Observatory）的天文學(xué)家、該論文的主要作者梅麗莎·麥克盧爾（Melissa McClure）在一份聲明中說(shuō)：“這些觀測(cè)結(jié)果為簡(jiǎn)單和復(fù)雜分子的形成途徑打開了一扇新的窗口，這些分子是構(gòu)成生命的基石?！?/p>

追蹤變色云

簡(jiǎn)而言之，JWST的工作原理是使用鍍金鏡和高科技儀器來(lái)探測(cè)電磁波譜紅外區(qū)域內(nèi)的特定波長(zhǎng)的光。

這張信息圖顯示了電磁能量的光譜，突出顯示了美國(guó)宇航局的哈勃、斯皮策和韋伯太空望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的部分。By NASA 和J. Olmsted [STScI]

紅外光與我們用肉眼看到的普通光有很大的不同。與被稱為可見光的后者不同，紅外波長(zhǎng)對(duì)我們來(lái)說(shuō)基本上是不可見的。然而，從宇宙不同區(qū)域發(fā)出的許多光--特別是從恒星形成云內(nèi)部發(fā)出的光--以不可見的紅外光形式到達(dá)我們?cè)诘厍蛏系挠欣恢谩?/p>

這就是為什么JWST如此重要的原因。

從字面上看，這臺(tái)機(jī)器的建造是為了解碼所有的深空紅外光，并將其轉(zhuǎn)化為我們的思想和技術(shù)可以理解的東西--闡明大量的宇宙秘密，否則這些秘密就會(huì)被屏蔽在我們的視線之外。

而且，你猜對(duì)了，當(dāng)JWST正在觀察變色龍一號(hào)時(shí)，它捕捉到了一束與隱藏在薄霧中的冰分子相關(guān)的紅外波長(zhǎng)，并將其轉(zhuǎn)化為可由操作望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)容易了解的信息。

基本上，在云的背景中，恒星發(fā)出的光在到達(dá)JWST的透鏡的過(guò)程中接觸到了其路徑上的一切，距離我們的星球有一百萬(wàn)英里。更確切地說(shuō)，當(dāng)波長(zhǎng)穿過(guò)云本身時(shí)，它們與所有那些漂浮在內(nèi)部的冰分子接觸。

因此，一些星光被那些冰冷的分子吸收，在它的尾部中留下了一種指紋。這樣的指紋被稱為吸收線-- 一旦被分析，就可以幫助推斷出是什么東西創(chuàng)造了它們。在這種情況下，指紋讓科學(xué)家們了解了冰分子。

太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所（Space Telescope Science Institute）的韋伯項(xiàng)目科學(xué)家克勞斯·龐托皮丹（Klaus Pontoppidan）參與了這項(xiàng)研究，他在一份聲明中說(shuō)：“如果沒有韋伯，我們根本無(wú)法觀察到這些冰”?！?在如此寒冷和稠密的區(qū)域，來(lái)自背景恒星的大部分光線都被阻擋了，韋伯的高靈敏度是探測(cè)星光所必需的，因此可以識(shí)別分子云中的冰“。

這些圖表顯示了來(lái)自詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的三個(gè)儀器的光譜數(shù)據(jù)。除了從水中提取的簡(jiǎn)單冰，科學(xué)團(tuán)隊(duì)還能夠識(shí)別出多種分子的冷凍形式，從二氧化碳、氨和甲烷到最簡(jiǎn)單的復(fù)雜有機(jī)分子甲醇。By NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

展望未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)打算觀察這些冰和前生命分子是如何隨著時(shí)間的推移在變色龍一號(hào)中進(jìn)化的，因?yàn)樾行切纬杀P（planet-forming disks）開始在該地區(qū)出現(xiàn)。正如麥克盧爾解釋的那樣，“這將告訴我們哪種冰的混合物--因此哪種元素--最終可以被輸送到類地系外行星的表面，或者被吸收到巨大的氣體或冰行星的大氣中。”

索引：

1、Nature官網(wǎng)：《An Ice Age JWST inventory of dense molecular cloud ices》

https://www.nature.com/articles/s41550-022-01875-w

2、CNET官網(wǎng)：《NASA's Webb Might've Discovered the Ingredients for Life in a Cold, Dark Cloud》

https://www.cnet.com/science/space/nasas-webb-mightve-discovered-the-ingredients-for-life-in-a-cold-dark-cloud/

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1、2021-4-20 前瞻網(wǎng)?

《2026年有望發(fā)現(xiàn)外星人！科學(xué)家：NASA韋伯望遠(yuǎn)鏡60小時(shí)可探測(cè)一波外星生命》

2、2021-12-26 韋伯望遠(yuǎn)鏡

《歷時(shí)25年，耗資100億美元！人類「第二只眼」韋伯望遠(yuǎn)鏡成功升空，探尋宇宙黎明之初！》

3、2022-01-12? Anndy奇聞探秘

《100億美元【韋伯空間望遠(yuǎn)鏡】發(fā)現(xiàn)宇宙演化和外星生命》

4、2022-07-10 元宇宙：意識(shí)和生命的互聯(lián)網(wǎng)（中）

5、視頻：《李永樂講恒星演化》

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6、視頻：《我們從未見過(guò)的東西：詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡探索宇宙》去?https://v.qq.com/ 搜索

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