科技日報記者劉霞

　　氧是維持生命的重要物質(zhì)。氧在宇宙中的豐度僅次于氫和氦，天文學(xué)家曾認(rèn)為分子氧在恒星間的空間內(nèi)普遍存在，但迄今一直未有人在銀河系外發(fā)現(xiàn)氧氣。現(xiàn)在，中美科學(xué)家攜手，首次在銀河系外發(fā)現(xiàn)了氧氣。這些氧氣位于距地球 5.6 億光年的類星體“馬卡良 231”（Markarian 231）內(nèi)，也是科學(xué)家迄今在太陽系外探測到數(shù)量最多的氧氣。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的“馬卡良 231”圖像。圖片來源：美國《科學(xué)新聞》網(wǎng)站

　　最新研究合作者、“中國天眼”（FAST）首席科學(xué)家李菂對科技日報記者表示：“搜尋星際分子，特別是氧氣這種對于天體生命學(xué)和星際物質(zhì)演化至關(guān)重要的分子，是射電天文學(xué)的重要前沿。最新研究是科學(xué)家首次在銀河系外發(fā)現(xiàn)氧氣，但氧氣在星際空間的含量為何普遍遠(yuǎn)低于預(yù)期仍是未解之謎。”

　　銀河系外氧氣首次“現(xiàn)形”

　　此項研究發(fā)表于最新一期《天體物理學(xué)》雜志，論文第一作者、中國科學(xué)院上海天文臺研究員王均智對科技日報記者介紹說，他們在“馬卡良 231”星系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了這些氧氣。“馬卡良 231”位于大熊星座，距地球約 5.6 億光年，是離地球最近的類星體。在該星系內(nèi)，氣體圍繞一顆超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)并變得很熱，發(fā)出明亮的光芒。

　　研究小組利用位于西班牙和法國的射電望遠(yuǎn)鏡，看到了 2.52 毫米波長的輻射，這是氧氣存在的標(biāo)志。王均智說：“這是人類首次在銀河系外發(fā)現(xiàn)氧氣。”

　　據(jù)王均智介紹，為證明這些輻射源于氧氣，他們研究了許多能發(fā)出與檢測到波長相似波長的分子，發(fā)現(xiàn)除氧氣外，其他任何一種分子都未曾在太空中出現(xiàn)過。

　　迄今探測到最多氧氣

　　據(jù)美國《科學(xué)新聞》網(wǎng)站 2 月 18 日報道，這也是科學(xué)家迄今在太陽系外探測到的數(shù)量最多的氧氣。此前，天文學(xué)家僅在銀河系內(nèi)兩顆恒星形成云團(tuán)——獵戶座星云和蛇夫座星云內(nèi)觀測到氧氣。

　　天文學(xué)家們認(rèn)為，星際間氧氣之所以少見，是因為氧原子和水分子凍結(jié)在塵埃顆粒上，鎖住了氧。但在獵戶座星云等恒星搖籃內(nèi)，明亮新生恒星發(fā)出的沖擊波會將水冰從塵埃上剝離，將氧原子“解救”出來，氧原子彼此相遇，從而形成氧氣。

　　但即便在獵戶座星云內(nèi)，氧氣的數(shù)量也很少，僅為其中氫氣數(shù)量的百萬分之一。在“馬卡良 231”內(nèi)，氫也占主導(dǎo)地位，但氧氣豐度是獵戶座星云內(nèi)氧氣豐度的 100 倍，位于星系盤外圍。

　　團(tuán)隊成員，美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進(jìn)實驗室天文學(xué)家保羅·戈德史密斯向《科學(xué)新聞》雜志介紹，一種可能的解釋是：“馬卡良 231”經(jīng)歷了比獵戶座星云更強(qiáng)大的氧氣形成過程。

　　“馬卡良 231”是一個高產(chǎn)的恒星工廠，產(chǎn)生新恒星的速度是銀河系的 100 倍，每年噴出氣體的總質(zhì)量為 700 個太陽質(zhì)量，來自星系中心高速旋轉(zhuǎn)的氣體可能會撞進(jìn)星系盤內(nèi)的氣體中，將水冰從塵埃顆粒上剝離，從而形成氧氣。反過來，氧氣也使該星系保持活躍：分子發(fā)出的輻射有助氣體冷卻，使其中一些氣體更容易塌縮并在星系內(nèi)產(chǎn)生更多新恒星。

　　氧氣含量遠(yuǎn)低于預(yù)期仍是未解之謎

　　李菂強(qiáng)調(diào)說：“搜尋星際分子，特別是氧氣這種對于天體生命學(xué)和星際物質(zhì)演化至關(guān)重要的分子，是射電天文學(xué)的重要前沿。在接近半個世紀(jì)的空間射電分子搜索歷程中，迄今僅有的幾次成功探測都在銀河系以內(nèi)。”

　　李菂解釋道，由于地球大氣會吸收氧氣，因此，地面上無法觀測銀河系內(nèi)的任何氧氣，所以，對于銀河系內(nèi)的氧氣搜尋都用空間望遠(yuǎn)鏡來進(jìn)行，本世紀(jì)初，終于有 3 臺空間望遠(yuǎn)鏡在銀河系內(nèi)的恒星形成區(qū)內(nèi)探測到了極微弱的氧氣信號。

　　王均智表示，銀河系外星系中的氧氣發(fā)出的信號，在具有一定紅移的前提下，由于多普勒效應(yīng)，可以穿透地球大氣，進(jìn)而通過地面大型望遠(yuǎn)鏡設(shè)備進(jìn)行探測。

　　他進(jìn)一步解釋道：“但由于這些氧氣信號十分微弱，從上個世紀(jì)八十年代開始，有多個小組進(jìn)行嘗試，最終都空手而回。近二十年來，隨著天文探測等技術(shù)的進(jìn)步以及新望遠(yuǎn)鏡設(shè)備的建成，我們可以探測到比上個世紀(jì)弱十倍以上的信號，同時，我們還通過分析，選擇了可能導(dǎo)致氧氣豐度增加的星系‘馬卡良 231’，結(jié)果成功探測到氧氣。”

　　王均智表示：“此項研究為利用分子氧的觀測進(jìn)行核區(qū)劇烈活動對宿主星系的反饋研究打開了一扇新窗口。”

　　李菂最后表示：“氧氣在星際空間的含量為何普遍遠(yuǎn)低于預(yù)期仍是未解之謎，有待科學(xué)家們進(jìn)一步探索。”

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的人类首次在银河系外发现氧气，离外星人更近了吗？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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