詹姆斯·韦伯望远镜(JWST)探测到银河系外的复杂有机化学信号
牛津大学 | 2026年2月27日, 来自 SciTechDaily.com
图1:詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外相机(JWST NIRCam)拍摄的IRAS07251-0248假彩色图像,通过组合相机上2毫米(蓝色)、2.77毫米(绿色)和3.56毫米(红色)宽滤光片的曝光数据合成。该数据来自JWST GO项目编号3368(首席研究员:L. Armus)的观测成果。图片来源:米库尔斯基空间望远镜档案、空间望远镜科学研究所、天文学研究大学协会、美国国家航空航天局(NASA)
图2:IRAS07251–0248的星系核与烃类化学示意图。左图:星系核结构示意,包含极热的中心组分(深红色)、含气相分子的温暖层(橙黄色)以及含固相分子的冷包层(蓝灰色);右图:宇宙射线处理含碳颗粒和多环芳烃(PAHs)、产生观测到的富烃化学物质的概念示意图。图片来源:加西亚·伯内特等,《自然天文学》,2026年
詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)取得重大突破,在银河系外一个尘埃遮蔽的星系核中,探测到大量复杂有机分子,相关研究发表于《自然天文学》,为探索宇宙有机化学演化及地外生命起源提供了关键线索。
此次观测的目标是IRAS07251–0248超亮红外星系,其中心被浓密气体和尘埃包裹,传统望远镜难以穿透,而JWST的红外探测能力成功突破遮蔽,捕捉到3至28微米波长的光谱数据。团队通过分析发现,该星系核中存在苯、甲烷、乙炔等多种小有机分子,更首次在银河系外探测到甲基自由基,其丰度远超理论预测。
研究揭示,这些有机分子的形成与宇宙射线密切相关:星系核心的宇宙射线与多环芳烃、富碳尘埃颗粒碰撞,裂解大分子并释放小分子有机物质,使该区域成为高效的“宇宙有机分子工厂”。这一发现推翻了仅靠高温或湍流驱动化学活动的传统认知,证实宇宙射线在极端环境的化学演化中扮演核心角色。
这些小有机分子虽非生命本身,却是氨基酸、核苷酸等生命基础物质形成的关键前体,为益生元化学提供了重要条件。此外,研究还发现碳氢化合物丰度与宇宙射线电离水平的强关联,表明深度遮蔽的星系核在塑造星系化学演化中具有重要作用。
JWST的此次探测不仅展现了其窥探宇宙隐藏区域的卓越能力,更开辟了研究极端环境中有机分子形成与转化的新方向。这一发现加深了人类对宇宙碳循环和有机化学起源的理解,为探索地外生命存在的可能性提供了重要依据,推动了天体生物学领域的发展。
参考文献:伊斯梅尔·加西亚-伯内特、米格尔·佩雷拉-桑塔埃拉等著《埋藏星系核中丰富的烃类,伴有碳质颗粒和多环芳烃加工迹象》,2026年2月6日,《自然天文学》
DOI:10.1038/s41550-025-02750-0
