有机分子在超新星炼狱中幸存:爆炸残骸中发现“热核”

作者: Uliana S

艺术家对热核的印象——一个环绕新生恒星的分子气体温暖茧——在超新星残骸中被发现。

大约1600年前,天蝎座爆发了一颗超新星——这一事件被记载在古代中国史书中。强大的爆炸将周围的气体炸开,产生了冲击波、宇宙射线和强烈的辐射。在这种混乱中,似乎很难期望新的恒星能够平静地诞生,复杂的有机化学也难以保存。然而,ALMA望远镜的观测表明情况恰恰相反:在超新星残骸RX J1713.7−3946中,天文学家发现了富含复杂有机分子的年轻恒星的受保护的“摇篮”。

由新潟大学的 Takashi Simosishi 教授领导的一个国际团队利用ALMA的高角分辨率(约0.5角秒)深入研究了这个极端区域。结果超出了预期:发现了两个“热核”——围绕原恒星的致密、温暖的气团。它们含有多种分子,包括复杂的有机化合物和水。从化学成分上看,这些天体与正常恒星形成区域的普通热核相似,那里的有机物没有受到超新星的破坏性影响。

这是首次此类发现。此前人们认为,强大的冲击波、宇宙射线和X射线辐射应该会摧毁有机分子或彻底改变环境的化学性质。然而,分子却得以幸存。可能的原因是:破坏时间不足,或者冲击波产生的强磁场具有保护作用,屏蔽了宇宙射线。

为什么这很重要?热核正是恒星和行星系统形成的地方。在那里,有机物在低温下附着在尘埃颗粒上形成冰冷的有机外壳,然后随着加热进入气相。这些分子可能成为我们太阳系生命起源前化学的前体。放射性同位素的分析表明,太阳系也形成于超新星影响的附近。这一新发现增加了这一假说的分量,即极端条件不一定会使未来行星的物质灭菌。

ALMA的观测让我们能够以新的视角审视恒星的生死循环。超新星不仅散布重元素,而且似乎能够促进新的恒星形成,或至少不阻碍其形成,同时保持化学复杂性。该团队计划使用射电和红外望远镜进行进一步研究,以了解这种模式是普遍的还是仅限于这个残骸。

这一发现提醒我们,宇宙化学是多么坚韧。即使在恒星爆炸的废墟中,大自然也能找到保存未来世界构建块的方法。这激励着我们继续寻找答案,以确切了解我们的银河系如何产生和保存能够导致行星甚至生命出现的物质。

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