在我们银河系的极端边缘发现了一个带有有机分子的星茧

在最外层星系中发现的原恒星的艺术家概念图。 图片来源：新泻大学

天文学家首次在被称为最外层星系的银河系边缘发现了一颗新生恒星及其周围复杂有机分子的茧。 这一发现揭示了我们宇宙隐藏的化学复杂性，发表在一篇研究论文中 天体物理学杂志.

来自新泻大学（日本）、中央研究院天文与天体物理研究所（台湾）和日本国家天文台的科学家使用了 Atakama 大型毫米波/子阵列（阿尔玛) 在智利观察位于星系最外层 WB89-789 区域的一颗新生恒星（原恒星）。 已经发现了多种碳、氧、氮、硫和硅分子，包括含有多达九个原子的复杂有机分子。 这样的原恒星，以及伴随的富含化学物质的分子气体的茧，首先是在我们银河系的边缘发现的。

ALMA 观测表明，不同类型的复杂有机分子，如甲醇（CH₃OH) 和乙醇 (C₂H₅OH), 甲酸甲酯 (HCOOCH₃), 二甲醚 (CH₃和₃), 甲酰胺 (NH₂CHO), 丙腈 (C₂H₅CN)等，甚至在极外星系的原始环境中。 这些复杂的有机分子很可能作为更大的益生元分子的原料。

上图：ALMA 发现的最外层星系中一颗原恒星的无线电频谱。 底部：来自原恒星的无线电发射分布。 粉尘、甲醛 (H2CO)、乙炔基 (CCH)、一硫化碳 (CS)、一氧化硫 (SO)、一氧化硅 (SiO)、乙腈 (CH3CN)、甲酰胺 (NH2CHO)、丙腈 (C2H5CN)、甲酸甲酯的排放(HCOOCH3)、乙醇(C2H5OH)、乙醛(CH3CHO)、去离子水(HDO)和甲醇(CH3OH)作为示例显示。 在右下方的面板中，显示了周围区域的双色调红外合成图像（红色：2.16 µm 和蓝色：1.25 µm，基于 2MASS 数据）。 图片来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）、T. Shimonishi（新泻大学）

有趣的是，这个新发现的天体中复杂有机分子的相对丰度与在内部星系的类似天体中发现的非常相似。 观察表明，即使在我们银河系的边缘，也能以相似的效率形成复杂的有机分子，那里的环境与太阳附近的环境非常不同。

据信，我们银河系的外部仍然拥有银河系形成早期就存在的原始环境。 最外层星系的环境特征，例如，重元素丰度低，星系旋臂很少或没有扰动，与我们在当前太阳附近看到的环境特征大不相同。 由于其独特的性质，极端外星系是研究过去星系环境中恒星形成和星际介质的绝佳实验室。

“使用 ALMA，我们能够在银河系的边缘看到一颗正在形成的恒星及其周围的分子茧，”日本新泻大学的天文学家、该研究论文的第一作者 Takashi Shimonishi 说。 “令我们惊讶的是，在极端外星系的原始环境中，各种复杂的有机分子丰富。化学复合物形成的星际条件可能自宇宙早期历史以来就一直存在，”Shimonishi 补充道。

“这些观察结果表明，即使在我们银河系外围等低金属环境中，复杂的有机分子也可以有效地形成。这一发现为理解复杂有机分子在宇宙中的形成方式提供了一个重要的拼图，”Kenji Fruya 说，日本国立天文台的天文学家，该论文的合著者。

然而，目前尚不清楚这种化学复杂性在银河系外部是否常见。 复杂的有机分子特别令人感兴趣，因为其中一些与在太空中形成的益生元分子相连。 该团队计划在未来观察更多的恒星形成区域，并希望澄清在我们的太阳系中看到的富含化学物质的系统是否在整个宇宙历史中无处不在。

参考：“极端外星系中的热分子核心发现”作者：Takashi Shimonishi、Natsuko Izumi、Kenji Furuya 和 Chikako Yasui，2021 年 12 月 1 日可在此处获得 天体物理学杂志.
DOI：10.3847 / 1538-4357 / ac289b

这项工作得到了日本科学促进会 (19H05067、21H00037、21H01145) 的资助。