最新天文研究表明：在孕育恒星和行星的冷氣云和塵埃中，可以作為生命基石的復(fù)雜有機分子比之前認(rèn)為的更加普遍。研究發(fā)現(xiàn)，這些有機分子的出現(xiàn)時間，也比傳統(tǒng)認(rèn)為的要早得多，比恒星（如太陽）真正開始形成的時間早了數(shù)十萬年。

其研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上，這一結(jié)果挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的理論，這些理論需要由原恒星（正在形成的恒星）加熱的環(huán)境，才能使復(fù)雜的有機分子變得可見。

這項研究是第一次在大量潛在恒星形成區(qū)域?qū)ふ覐?fù)雜有機分子甲醇和乙醛的特征，不同于之前的觀察，之前的觀察主要集中在單個物體上。恒星前或沒有恒星的核心之所以這樣命名，是因為雖然它們還沒有包含任何恒星，但它們標(biāo)志著太空中寒冷的塵埃和氣體匯聚成種子的區(qū)域，這些種子將產(chǎn)生新恒星，可能還有行星。研究人員使用亞利桑那州射電天文臺位于圖森西南部基特峰的12米碟形望遠(yuǎn)鏡：

恒星誕生前就存在了

透過散布在距離地球約440光年金牛座分子云的恒星形成區(qū)域內(nèi)31個無恒星核心的氣體和塵埃覆蓋層進(jìn)行觀測。每個核心可以延伸一段距離，可以覆蓋相鄰排列的多達(dá)1000個太陽系。研究的合著者、天文學(xué)副教授揚西·雪莉(Yancy Shirley)說：觀察到這些沒有恒星的核心距離原恒星或任何行星最初形成都有數(shù)十萬年的時間，這告訴我們，生命所需的基本有機化學(xué)物質(zhì)早就存在于恒星和行星形成之前的原始?xì)怏w中。

雖然科學(xué)家們早就知道太空中存在著有機分子，正如我們所知，這些分子為生命提供了必要的基石。但對于它們在哪里形成，如何形成，以及它們最終出現(xiàn)在任何可能行星表面的機制，一直很難得出確鑿的答案。確切的過程仍在研究中，因為理論模型仍然與我們看到的不太相符，有了這項新研究，可以告訴理論家這些分子是多么豐富，從而更好地約束可能正在發(fā)生的形成機制。恒星前核心就像是通往恒星系統(tǒng)最早演化步驟的窗戶，其中有行星，甚至可能有生命形式。

在這項研究之前，針對復(fù)雜有機分子的研究不到10個，類似的觀察通常集中在一個分子，甲醇，而這里描述的專門研究跟蹤甲醇和乙醛的發(fā)展演化，乙醛是一種相關(guān)的酒精衍生物。在這項研究中，研究小組在總計近500小時的觀察活動中尋找這兩個分子的明顯特征。在所有31個恒星前核中都發(fā)現(xiàn)了甲醇，其中70%除了甲醇外還含有乙醛。這項研究的作者將這些結(jié)果，解釋為復(fù)雜的有機分子在新生恒星形成區(qū)域的分布，比之前認(rèn)為要廣泛得多的證據(jù)。

挑戰(zhàn)傳統(tǒng)理論

這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了關(guān)于有機分子如何形成的傳統(tǒng)理論，因為它們假設(shè)了一種情景，即來自新生恒星的熱量，為有機分子的形成提供了必要環(huán)境。極端寒冷氣體和塵埃云中含有豐富的復(fù)雜有機分子，距離這些條件還有很長一段路要走，這意味著肯定還有其他過程在起作用。在這些核心里，新研究認(rèn)為它們是類太陽的小質(zhì)量恒星發(fā)源地、蠶繭和恒星托兒所，條件如此之差，甚至很難創(chuàng)造出這些分子。通過進(jìn)行這樣的研究，可以更好地了解生命的先驅(qū)是如何產(chǎn)生的

以及它們是如何在恒星形成后期階段遷移并進(jìn)入太陽系的（恒星系）。研究人員西貝里表示：如果沒有基特峰上的亞利桑那州無線電天文臺，這項研究是不可能的。因為塵埃和氣體屏蔽了光學(xué)上看不見的恒星核心之前的塵埃和氣體，天文學(xué)家不得不恢復(fù)到更長的波長。與許多其他天文目標(biāo)相比，恒星前核心的環(huán)境非常平靜，而且非常寒冷，因此它們發(fā)出的信號非常微弱。觀測獲得兩種有機分子如何共同演化的詳細(xì)景像，所以需要長時間盯著這些目標(biāo)。

與宇宙中的其他物體相比，如星系，恒星前核心形成的時間相當(dāng)短，壽命不到一百萬年。在湍流和引力等過程的推動下，分子云中的氣體和塵埃坍塌形成細(xì)絲，而更密集的核心正是在這些細(xì)絲中形成。金牛座分子云特別有趣，因為它提供了一個了解核心之間不同演化階段的機會。并不是所有核心都可能形成恒星，其中涉及到很多不確定性，新研究認(rèn)為許多核心還處于早期階段，這就是為什么我們現(xiàn)在看不到它們正在形成恒星的原因。

為了在最早階段進(jìn)一步完善有機分子的演化模型，研究團(tuán)隊計劃專注于單個沒有恒星的核心，以收集目前存在所有復(fù)雜有機分子更全面的清單。像金牛座恒星形成云這樣的天體，也為我們的太陽系歷史提供了重要線索。太陽系也誕生在這樣的星云中，但云已經(jīng)不在那里了，我們再也看不見了。在太空中觀察物體有點像看相冊，里面有不同人在不同生命階段的快照，從他們的嬰兒期一直到老年，而在太陽系中，沒有恒星的星云核心就像是恒星的超聲波圖。

博科園｜研究/來自：亞利桑那大學(xué)

研究發(fā)表期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab7375

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