人类首次在银河系外发现氧气,离外星人更近了吗?

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科技日报记者 刘霞

氧是维持生命的重要物质。氧在宇宙中的品貌仅次于氢和氦,天文学家曾认为分子氧在恒星间的空间内普遍存在,但迄今一直未有人在银河系外发现氧气。现在,中美科学家携手,首次在银河系外发现了氧气。这些氧气位于距地球5.6亿公里的类星体“马卡良231”(Markarian 231)内,也是科学家迄今在太阳系外探测到数量最多的氧气。

哈勃太空望远镜拍摄的“马卡良231”图像。图片泉源:美国《科学新闻》网站

最新研究互助者、“中国天眼”(FAST)首席科学家李菂对科技日报记者表现:“搜寻星际分子,特别是氧气这种对于天体生命学和星际物质演化至关重要的分子,是射电天文学的重要前沿。最新研究是科学家首次在银河系外发现氧气,但氧气在星际空间的含量为何普遍远低于预期仍是未解之谜。”

银河系外氧气首次“现形”

此项研究揭晓于最新一期《天体物理学》杂志,论文第一作者、中国科学院上海天文台研究员王均智对科技日报记者先容说,他们在“马卡良231”星系内发现了这些氧气。“马卡良231”位于大熊星座,距地球约5.6亿光年,是离地球最近的类星体。在该星系内,气体围绕一颗超大质量黑洞旋转并变得很热,发出明亮的光线。

研究小组使用位于西班牙和法国的射电望远镜,看到了2.52毫米波长的辐射,这是氧气存在的标志。王均智说:“这是人类首次在银河系外发现氧气。”

据王均智先容,为证明这些辐射源于氧气,他们研究了许多能发出与检测到波长相似波长的分子,发现除氧气外,其他任何一种分子都未曾在太空中泛起过。

迄今探测到最多氧气

据美国《科学新闻》网站2月18日报道,这也是科学家迄今在太阳系外探测到的数量最多的氧气。此前,天文学家仅在银河系内两颗恒星形成云团——猎户座星云和蛇夫座星云内观察到氧气。

天文学家们认为,星际间氧气之所以少见,是因为氧原子和水分子冻结在灰尘颗粒上,锁住了氧。但在猎户座星云等恒星摇篮内,明亮新生恒星发出的打击波会将水冰从灰尘上剥离,将氧原子“解救”出来,氧原子相互相遇,从而形成氧气。

但即便在猎户座星云内,氧气的数量也很少,仅为其中氢气数量的百万分之一。在“马卡良231”内,氢也占主导职位,但氧气品貌是猎户座星云内氧气品貌的100倍,位于星系盘外围。

团队成员,美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室天文学家保罗·戈德史女士向《科学新闻》杂志先容,一种可能的解释是:“马卡良231”履历了比猎户座星云更强大的氧气形成历程。

“马卡良231”是一个高产的恒星工厂,发生新恒星的速度是银河系的100倍,每年喷出气体的总质量为700个太阳质量,来自星系中心高速旋转的气体可能会撞进星系盘内的气体中,将水冰从灰尘颗粒上剥离,从而形成氧气。反过来,氧气也使该星系保持活跃:分子发出的辐射有助气体冷却,使其中一些气体更容易塌缩并在星系内发生更多新恒星。

氧气含量远低于预期仍是未解之谜

李菂强调说:“搜寻星际分子,特别是氧气这种对于天体生命学和星际物质演化至关重要的分子,是射电天文学的重要前沿。在靠近半个世纪的空间射电分子搜索历程中,迄今仅有的频频乐成探测都在银河系以内。”

李菂解释道,由于地球大气会吸收氧气,因此,地面上无法观察银河系内的任何氧气,所以,对于银河系内的氧气搜寻都用空间望远镜来举行,本世纪初,终于有3台空间望远镜在银河系内的恒星形成区内探测到了极微弱的氧气信号。

王均智表现,银河系外星系中的氧气发出的信号,在具有一定红移的前提下,由于多普勒效应,可以穿透地球大气,进而通过地面大型望远镜设备举行探测。

他进一步解释道:“但由于这些氧气信号十分微弱,从上个世纪八十年月开始,有多个小组举行实验,最终都空手而回。近二十年来,随着天文探测等技术的进步以及新望远镜设备的建成,我们可以探测到比上个世纪弱十倍以上的信号,同时,我们还通太过析,选择了可能导致氧气品貌增加的星系‘马卡良231’,效果乐成探测到氧气。”

王均智表现:“此项研究为使用分子氧的观察举行核区猛烈运动对宿主星系的反馈研究打开了一扇新窗口。”

李菂最后表现:“氧气在星际空间的含量为何普遍远低于预期仍是未解之谜,有待科学家们进一步探索。”

泉源:科技日报

编辑:张爽

审核:管晶晶

终审:冷文生