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2017-07-13 [ASWEB]在太空漢堡上找到複合有機分子

 
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Fig3_small  中央研究院天文及天文物理研究所李景輝國際團隊藉阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 (ALMA) 觀測,首度在「原恆星」(恆星寶寶)「吸積盤」(像「太空漢堡」)的大氣偵測到複合有機分子,這些分子將會形成生命所需的生物分子。由此發現可得知,於恆星形成之初即已形成了生命基本素材,後期可能被帶往在盤面上形成的行星,相關研究啟迪人類對「地球生命從何而來」的深入認識。

  李景輝研究員對本次成果表示,在恆星寶寶的吸積盤上找到複合有機分子,真令人振奮。「當早先在恆星形成晚期的原始行星盤上發現複合有機分子時,我們就想知道這種分子是否在更早期即已形成;現在藉由ALMA前所未有的空間解析力和靈敏度,我們真的在非常年輕的吸積盤上偵測到複合有機分子。也就是說,這些分子早在恆星形成的最初期,即已存在於恆星寶寶周圍的盤面大氣裡,提供生命的基本素材。」

  維吉尼亞大學的李志雲教授說,「這次在吸積盤大氣層上看到的複合有機分子,可能先以冰粒形成於盤上,由於受恆星輻射或其他因素加熱而成為氣態。」

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上圖:HH 212原恆星系統之中的噴流、盤、盤面大氣。
圖左的「分子噴流」係由不同分子偵測到之噴流,經合成而得影像,影像來自甚大望遠鏡VLT (McCaughrean et al. 2002)和ALMA (Lee et al. 2015)。筆直的分子噴流中間星號位置附近的橘色部分顯示的是ALMA所取得的塵埃包層和盤的影像。
圖右的 (b) 區塊為拉近放大圖,可見以高解析力取得的塵埃盤中心影像。星號標示中心原恆星的位置。右下角是和太陽系大小的比較示意。圖右 (c) 區塊顯示透過ALMA偵測到的吸積盤大氣。大氣中的氘代甲醇以綠色顯示、甲硫醇為藍色、甲醯胺為紅色。圖像版權:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ 李景輝團隊

  在獵戶座的HH212是鄰近的原恆星系統,距離1300光年。中心原恆星非常年輕,年齡只有4萬年(約太陽年齡的十萬分之一),質量也只有太陽五分之一。此原恆星的特徵是發射出強力噴流,物質吸積效率很高。 正在餵食原恆星的吸積盤,以側面角度面向地球,盤的半徑大約60天文單位(1天文單位為太陽到地球的平均距離),中央有一條「暗帶」夾在兩道亮區間,看起來就像「太空漢堡」,極為有趣。

 

  該團隊藉ALMA高解析力及靈敏度,發現盤上下覆蓋著含有複合有機分子的大氣層,這些分子包括有:甲醇、氘代甲醇、甲硫醇、甲醯胺。已有研究認為這些分子是產生胺基酸等生物分子的先行指標。這些分子可能先是以冰粒形式形成在盤上,後來由於恆星輻射或衝擊波加熱而成為氣態。

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上圖:三維繪圖示意吸積盤上大氣所含的複合有機分子。藍色盤面為吸積盤,盤面上下層粉紅色為吸積盤大氣,內含甲醇、 氘代甲醇、甲硫醇和甲醯胺等複合有機分子。分子模型中白色代表氫原子,藍色為氘,黑色是碳,紅色是氧,紫色是氮,黃色是硫。圖像版權:李景輝

  此觀測結果,開啟了在恆星寶寶周圍盤上複合有機分子的研究,並對恆星和行星形成中的複合有機分子形成理論提供重要線索。本研究也開啟未來偵測到更多複合有機分子和生物分子的可能性,對生命起源的研究頗有助益。

  研究論文篇名為 “Formation and Atmosphere of Complex Organic Molecules of the HH 212 Protostellar Disk”, by Lee et al 於6月27日獲發表於 Astrophysical Journal。

  研究團隊:李景輝(臺灣中研院天文所;臺灣臺灣大學)、李志雲(美國維吉尼亞大學)、賀曾樸(臺灣中研院天文所;東亞天文臺)、平野尚美(臺灣中研院天文所)、張其洲(美國哈佛史密松天文物理中心)、尚賢(臺灣中研院天文所)。

本文轉載自中研院天聞網, 胡佳伶

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