“首次在银河系外发现氧气意味着什么”

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哈勃空间望远镜拍摄的恒星马卡良231。 图片来源:美国国家航空空航天局

在距离地球5亿6千万光年的恒星马卡良231内，中外科学家合作后才发现了氧气。 这是人类天文学家在银河系外发现氧气的第一个痕迹，也是迄今为止太阳系外检测到最多的氧气。 最近，这项研究发表在国际期刊《天体物理学》上。

论文第一作者、中科院上海天文台研究员王均智认为，氧是宇宙星际空之间物质演化非常重要的分子，这次银河系外氧的发现，加深了我们对宇宙物质组成的认识，挑战了星际介质中氧形成和消耗的相关理论，天文学家认为宇宙超大质量黑洞的 但是，发现氧气并不意味着发现适合生命体发生的环境。

人类在银河系之外首次捕捉到了氧线

在宇宙中普遍存在氧这种元素，是氢和氦之后宇宙中第三常见的元素。 对宇宙氧气的检测，有助于天文学家加深对宇宙各种物质进化的认识，揭示越来越多的奥秘。

王均智表示，目前观测银河系内外远处是否有氧气的手段依赖于射电望远镜。 氧气在宇宙中发射出特定频率的光谱，地球上的射电望远镜可以捕捉到这些微弱的信号，从而识别氧气分子的存在。 这就像用指纹识别人的身份一样。

此前天文学家认为氧普遍存在于恒星之间的空之间，但只有银河系内的两颗恒星在云团猎户座星云和蛇夫座星云内观测到了氧。 这次，研究小组利用位于西班牙和法国的射电望远镜，将研究眼球投向了大熊星座中距离地球最近的恒星马卡良231。 在这个银河内，气体在超大质量黑洞周围高速旋转发热，发出明亮的光。 最终，研究小组捕捉到了2.52毫米波长的放射线。 这是氧气存在的标志。

为了说明这些放射线来源于氧，发射了多个与检测波长相似的分子，但发现除氧以外的任何分子都没有出现在粗空中。 因为，我们基本上可以说人类是第一次在银河系外发现氧气。

可以成为研究宇宙超大质量黑洞等天体的新工具

迄今为止，天文学家只在猎户座星云和蛇夫座星云中检测了两次氧气，计算起来，其氧气数量远远少于这次在大熊星座的发现。

为什么星星和星星之间的星际空之间，氧气这么难？ 天文学家认为，在星际空之间，氧原子被水分子以水冰的形式冻结在尘埃粒子上。 但是，在一点星云中，来自明亮的新生恒星的冲击波将水冰从尘埃中剥离，救出氧原子形成氧。 因此，王均智认为，观测氧气还可以成为从侧面研究这个星云内部恒星和黑洞等天体变化的工具，特别是因为研究了银河中心超大质量黑洞对宿主银河的反馈。

研究小组成员、美国国家航空航天局喷气推进实验室天文学家保罗·戈德史密斯指出，在猎户座星云内，氧的数量仅为氢数量的百万分之一。 在这次的马卡良231中，氧气的比重是猎户星云的100倍。 由此推测，澳门良231内正经历着比猎户座星云更强的氧气形成过程。 此前的研究表明，马卡良231是一座高产恒星工厂，制造新恒星的速度是银河系的100倍，每年喷出的气体总质量为700个太阳质量，对水冰的冲击波更为活跃。 这次氧量的发现也证实了这个结论。

另外，研究小组通过观测该银河中心附近富含分子气体的区域的氧线，得到了迄今为止银河系外最佳氧所占比例的上限，与天文学家在银河系内检测出的结果基本一致。

表现射电望远镜的进步离太空生命体的探测还很远

寻找星际空之间的分子是当今射电天文学探索的前沿。 王均智说，这次发现有赖于人类射电望远镜技术的进步。 氧气的信号非常微弱，从20世纪80年代开始，多个研究小组进行了尝试，最终以空的手法返回。 近20年来，随着天文探测等技术的进步和新望远镜设备的建设，我们终于能够检测到比20世纪弱10倍以上的信号，并且，我们通过分解选择了银河马卡良231，结果成功检测到了氧气。

王均智强调，近年来我国天文望远镜建设取得进步，大型射电望远镜设备天眼fast、上海天文台65米天马望远镜及国际平方公里阵列( ska )项目将为探索宇宙中新的多复杂分子，特别是与生命相关的有机分子发挥更重要的作用。

但是，在银河系外发现氧气，是否意味着找到了适合生命体存在的新环境？ 对此，王均智表示，有氧并不意味着有生命，在检测出氧的星际空之间，由于温度和密度等非常低，生命体很难存在。 所以这次发现的价值从天文学意义上来说，离探测银河系以外的生命体太远了。 大量勘探表明，氧在银河系内所占比例相对较低，其形成和消耗机制还不完全清楚，天体化学模型相关研究还需要继续跟进。 (本报记者杨舒)