金牛座中的神秘分子显“真容”

金牛座分子云看起来很像是昴宿星团附近的黑色条纹。

科学家们认为，太空中的大部分碳以多环芳烃（PAHs）等大分子形式存在。曾有间接证据表明，多环芳烃在太空中的含量非常丰富，但科学家们至今仍未找到直接证据。

当地时间3月18日，美国麻省理工学院助理教授Brett McGuire领导的团队在《科学》杂志发文称，他们在金牛座分子云（TMC-1）中确定了两种独特的多环芳烃。据称，此前科学家们认为，多环芳烃只能在地球的高温条件下有效形成。然而，此次发现的复杂分子所在地——星际云还没有开始形成恒星，温度仅比绝对零度高10℃左右。

该发现表明，多环芳烃可以在比预期更低的温度下形成，这将促使科学家重新考虑多环芳烃在恒星和行星形成过程中所起的作用。

McGuire说：“这次，我们不仅证实了一个诞生30年之久的假设，还分析了其他同源分子如何反应形成多环芳烃，以及多环芳烃如何形成更大的分子。这将帮助我们理解大型碳分子在行星、恒星形成过程中扮演的角色。”

能够用于探测大型碳分子的射电望远镜，直到大约10年前才问世。研究人员利用射电望远镜，能够捕捉到太空分子的转动光谱，然后与在地球观察到的相同分子模式进行匹配。McGuire说：“谱线强度和谱图中不同部分的相对强度可以透露分子数量等重要信息。”

研究人员已经关注TMC-1多年，因为他们在之前的观察任务中，发现了复杂碳分子的踪迹——数年前，一名团队成员认为他在TMC-1中观察到了苯甲腈。随后，研究人员用格林班克望远镜确认了苯甲腈的存在，并进一步识别出了多环芳烃1-氰基萘和2-氰基萘。

论文作者Kelvin Lee说：“探测到这类分子是天体化学领域取得的巨大突破。现在，我们开始为苯甲腈等小分子与天体物理学中重要的多环芳烃建立联系。”

研究人员认为，在寒冷的无星体TMC-1中发现这些分子，说明多环芳烃不仅是垂死恒星的副产品，还可能是由更小的分子构建而成的组装分子。

“在我们发现多环芳烃的太空区域，没有恒星存在。因此，它们要么是原地产生的，要么是凋亡恒星的残留物。我们认为，多环芳烃的真正来源很可能是上述两种可能性的结合。”McGuire说。

碳对行星的形成有重要影响，因此，“多环芳烃可能在无星的寒冷太空区域生成”这一假设将促使科学家重新思考行星形成过程中的化学物质理论。当多环芳烃与其它分子发生反应时，可能会形成星际尘埃。这是“长出”小行星和行星的种子。“我们应当从无星体致密核开始，完全重构化学演变模型。”McGuire说。

文章来源：《分子科学学报》 网址: http://www.fzkxxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0323/719.html