韦伯为新世界找到了乙醇和其他冰冻成分

一个国际天文学家小组使用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜在行星尚未形成的早期原恒星中发现了多种分子，从甲烷等相对简单的分子到乙酸和乙醇等复杂的化合物。这些是创造潜在宜居世界的关键要素。

几十年前，实验室实验首次预测原恒星中固相存在复杂有机分子(COM)，其他太空望远镜也对这些分子进行了初步检测。这包括韦伯的早期发布科学冰河时代计划，该计划在迄今为止测量的分子云最黑暗、最冷的区域发现了多种冰。

现在，作为JOYS+(詹姆斯·韦伯年轻原恒星观测)计划的一部分，凭借韦伯中红外仪器(MIRI)前所未有的光谱分辨率和灵敏度，这些COM已被单独识别并确认存在于星际冰中。这包括对固相中的乙醛、乙醇(我们所说的酒精)、甲酸甲酯和可能的乙酸(醋中的酸)进行可靠检测。

荷兰莱顿大学的团队负责人威尔·罗查(WillRocha)说：“这一发现有助于解决天体化学中长期存在的问题之一。”“太空中COM的起源是什么?它们是在气相中还是在冰中形成的?在冰中检测到COM表明，冷尘埃颗粒表面的固相化学反应可以构建复杂类型的分子。”

由于一些COM，包括本研究中在固相中检测到的COM，之前是在温暖的气相中检测到的，因此现在认为它们源自冰的升华。升华是直接从固体变成气体而不变成液体。因此，检测冰中的COM让天文学家有望更好地了解太空中其他更大分子的起源。

哈罗德·林纳茨(HaroldLinnartz)领导莱顿天体物理学实验室多年，并协调了《天文学与天体物理学》上发表的研究中使用的数据的测量。JOYS+项目的协调员之一、莱顿大学的EwinevanDishoeck分享道：“Harold特别高兴的是，实验室工作能够在COM作业中发挥重要作用，因为它已经存在很长时间了。”

科学家们还热衷于探索这些COM在原恒星演化的后期阶段被转移到行星的程度。冰中的COM比云中的气体更有效地输送到行星形成盘中。因此，这些冰冷的COM可以被彗星和小行星继承，而彗星和小行星反过来又可能与正在形成的行星相撞。在这种情况下，COM可以被运送到这些行星，从而有可能为生命的繁荣提供原料。

科学小组还检测到了更简单的分子，包括甲烷、甲酸(蚂蚁的蜇伤会感到疼痛)、二氧化硫和甲醛。特别是二氧化硫可以让团队研究原恒星中可用的硫预算。此外，它还具有生命起源的意义，因为现有的研究表明，含硫化合物在驱动原始地球的代谢反应中发挥了重要作用。还检测到负离子;它们构成盐的一部分，对于在较高温度下进一步发展化学复杂性至关重要。这表明冰可能要复杂得多，需要进一步研究。

特别令人感兴趣的是，所研究的来源之一，IRAS2A，被描述为低质量原恒星。因此，IRAS2A可能与我们太阳系的原始阶段有相似之处。如果是这样的话，那么该来源中确定的化学物质很可能存在于我们太阳系发展的第一阶段，并随后被传送到原始地球。

随着原恒星系统的演化，当冰冷的物质被向内输送到行星形成盘时，所有这些分子都可以成为彗星和小行星的一部分，并最终成为新的行星系统。”范迪肖克说。“我们期待着遵循这一天体化学探索步骤。未来几年将逐步利用更多韦伯数据。”

莱顿天文台的PoonehNazari最近发布在arXiv预印本服务器上的其他工作也引发了天文学家在从WebbNIRSpec数据中初步检测到甲基氰和乙基氰之后发现冰中更复杂的希望。纳扎里说：“令人印象深刻的是，韦伯现在使我们能够进一步探索冰化学，直至氰化物的水平，氰化物是生命起源化学的重要成分。”

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