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近日,在距地球5.6亿光年的“马卡良231”(Markarian 231)星系内,中内科学家联手发明了氧气。据悉,这是人类首次在星河系外发明氧气,也是迄今为止在太阳系外探测到氧气至多的一次。日前,此研究功效颁发于《天体物理学》杂志。
这一惊人的发明引起了年夜量存眷。“马卡良231”星系是甚么?天文学家是若何在“马卡良231”中发明氧气的?这次发明是否代表着在星河系外找到了适合生命发生的情况?
氧原子从扯破的水冰中逃走
“马卡良231”位于年夜熊星座,距地球约5.6亿光年,是亚美尼亚布拉堪天文台于1969年的紫内线辐射巡天名目中发明的星系。“马卡良231”属于塞弗特(Syfert)星系,这是一类中间有豁亮恒星状天体的漩涡星系。“马卡良231”星系内,气体环抱一颗超年夜品质黑洞旋转并变患上很暖,收回豁亮光线。
2015年,天文学家推测“马卡良231”的中央多是一个二元黑洞,两个超年夜品质的黑洞以极快的速率互相旋转。“马卡良231”外部包括了人类已经知比来的类星体。并且,因为该星系内核十分活泼,它外部发生的一连脉冲驱动份子疾速向外流动(雷同于份子云的水开释氧气的进程)。据悉,这是天文学家在“马卡良231”星系寻觅氧气的首要缘由。
氧在宇宙中的品貌仅次于氢以及氦。此前,天文学家曾经认为份子氧在恒星间的空间内广泛存在,但始终未有证据评释星河系外也有氧气。天文学家诠释到,星际间缺少氧气是因为氧原子以及水份子解冻在尘埃颗粒上,导致氧气被“锁住”。
固然,这其实不象征着咱们没有探测到氧气的可能。天文学家暗示,在孕育恒星的摇篮中,复活恒星的打击可让尘埃中的水冰扯破,入而开释氧原子并终极造成氧份子。此前,天文学家在星河系内的猎户座星云以及蛇夫座星云都探测到过氧气。
颠末迷信家计较,猎户座星云以及蛇夫座星云内的氧气数目遥低于本次在年夜熊星座发明的氧气。在猎户座星云内,氧气的数目仅为氢气数目的百万分之一。而在“马卡良231”内,氧气比重是猎户座星云内氧气比重的100倍。天文学家推测,“马卡良231”内履历了比猎户座星云更壮大的氧气造成进程。
射电千里镜捕获强劲氧份子旌旗灯号
那末天文学家是若何探测到氧气存在的旌旗灯号呢?
上述研究论文第一作者、中国迷信院上海天文台研究员王均智先容,观测星河系表里远遥的地方是否有氧气,今朝的手腕是寄托射电千里镜探访“氧气留下的指纹”。天文学家诠释到,由于氧气在宇宙中会发射出特定频率光谱,地球上的射电千里镜可以捕获到这些旌旗灯号,由此识别氧份子的存在。据媒体报道,研究小组操纵位于西班牙以及法国的射电千里镜,将眼光投向“马卡良231”。终极,他们捕获到了2.52毫米波长的射线,这是氧气存在的标志。
为入一步证实这简直是氧气收回的射线,研究职员比拟了许多能收回相似波长的份子。最初发明,除了氧气外,其余任何一种份子都不曾在四周空间泛起过。“是以,咱们根基可以说,这是人类首次在星河系外发明氧气。”王均智暗示。
专家称,本次发明有赖于射电千里镜技能的不竭前进。“氧气收回的旌旗灯号十分强劲,从20世纪80年月起头,有许多研究团队入行过测验考试,终极都空手而回。近20年来,跟着天文探测等技能的前进和新千里镜装备的建成,咱们终究可以探测到那些本来咱们‘望不到’的强劲旌旗灯号。同时,咱们还经由过程具体阐发选择了‘马卡良231’星系,终极胜利探测到氧气。”王均智诠释道。
比年来,我国天文千里镜建设不竭前进,500米口径球面射电千里镜(FAST)、中国迷信院上海天文台65米天马千里镜和国际平方千米阵(SKA)名目为搜查宇宙中的繁杂份子,出格是与生命相干的无机份子,阐扬着首要的作用。
王均智暗示,星河系外星系中氧气收回的旌旗灯号,在具备必定红移的条件下,因为多普勒效应,可以穿透地球年夜气,入而经由过程高空年夜型千里镜装备入行探测。
最新研究互助者、FAST首席迷信家李菂暗示:“搜查星际份子,出格是氧气这类对付天体生命学以及星际物资演化相当首要的份子,是射电天文学的首要前沿。”
发明氧气不代表发明生命迹象
在人们的想象中,外星生命与人同样,必要水以及氧气,恼人的天气以及温度,和不乱的地舆情况等前提能力生存。是以,每一当迷信家发明宇宙中某处的情况前提与人类生存的某项前提对合时,人们就会猜想并等待这个处所是否有外星生命存在。但效果去旧事与愿背。
天文学家暗示,在地球之外物资的光谱中发明有氧气、水等前提存在的迹象,也不克不及就此断言其所处的情况中必定存在着生命。望不到这些“标志物”,也未必没有存在生命的可能性。由于生命自己很繁杂,适合生命存在的前提也没有尽对尺度。
专家暗示,发明氧气其实不代表发明适合生命体发生的情况。在探测到氧气的星际空间,因为温度、密度等很是低,也难以有生命体存在。
美国华盛顿州立年夜学天体生物学家舒尔茨·马库什指出:“在地球上,咱们对分歧生命体心理功用的研究也只是略懂外相,仅今朝已经知的信息就使人惊疑不已经了。可以想像,宇宙中其余星球上可能存在的生命体必定会加倍使人震惊。只有发明外星生物和另外一个生物圈后,咱们能力对这些联想入行查验。”
那末,这次在星河系外发明氧气有何意义呢?
王均智称,这次发明的价值次要在天文学意义上。在“马卡良231”观测到氧气,可以成为正面研究该星云外部恒星、黑洞等天体变革的一个东西,出格是研究星系中间超年夜品质黑洞对宿主星系的反馈。氧气是宇宙星际空间中物资演化十分首要的一种份子,此次在星河系外发明氧气,有助于入一步加深对宇宙物资构成的熟悉,对付星际介质中氧气的造成以及损耗等相干实践提出了应战。
“这次研究是迷信家首次在星河系外发明氧气,但氧气在星际空间的含量为什么广泛遥低于预期还是未解之谜。”李菂坦言。
天文学家暗示,年夜量探测评释,氧气在星河系内的占比相对于较低,咱们尚未彻底搞清晰它的造成以及损耗机制,必要天体化学模子相干研究的继续跟入。对付宇宙中氧的探测,可以或许匡助天文学家加深对宇宙的理解,以此揭示宇宙中更多的神秘。