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     3400 光年外的生命线索!蝴蝶星云首度发现碳基分子

3400 光年外的生命线索!蝴蝶星云首度发现碳基分子

【卡城华人网 www.calgarychina.ca】  2025-09-03 10:46
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【卡城华人网】3400 光年外的生命线索!蝴蝶星云首度发现碳基分子



地球的形成来自宇宙尘埃的逐渐聚集。这些尘埃包含矿物与有机分子,是行星乃至生命的起点。最近,天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测位于天蝎座的「蝴蝶星云」(NGC 6302),揭示了这些关键原料如何在太空中演化,让我们更进一步理解地球形成的线索。

多年来,科学家一直争论宇宙尘埃的形成与演化过程。大多数尘埃呈现无定形结构,像煤烟一样,但也有一部分会形成晶莹的小晶体,宛如矿石。蝴蝶星云的新观测让天文学家同时看到两种尘埃:稳定环境中长成的晶体矿石,以及剧烈环境里生成的煤烟微粒。这显示不同种类的尘埃会在不同环境中诞生与演化,而这些正是行星形成所需的原料。

蝴蝶星云距离地球约3,400 光年,是一个典型的行星状星云,是中小质量恒星(像太阳这样的恒星)在生命末期抛射掉外壳层后留下的遗产。它的中心是一颗炙热的白矮星,温度高达22万K。这些被抛射出的物质形成厚重的环带与对称的「翅膀」。透过韦伯望远镜的观测,科学家发现铁与镍组成的高速喷流,从星云核心成对喷出;更意外的是,他们还侦测到碳基分子「多环芳香烃」(PAHs)。这类分子在地球上常见于营火烟雾或汽车废气,而这次是首次在富含氧的行星状星云中被侦测到,打破了它们只能在碳丰富环境生成的认知,显示生命原料能在更广泛的环境中诞生。



▲ 蝴蝶星云(NGC 6302)的多波段观测影像。左图为哈伯太空望远镜的可见光影像,展现整体云气结构,外观宛如蝴蝶展翅;中图为詹姆斯·韦伯太空望远镜的红外线影像,显示环绕核心白矮星的厚重尘埃结构;右图则放大左图方框范围,由韦伯与ALMA 联合观测,呈现核心区域的环带、气泡与喷流。 ALMA在次毫米波段提供冷尘埃与分子的观测数据,补足韦伯红外线的不足,并透过分子谱线揭示蝴蝶星云的化学细节,显示行星与生命原料的重要线索。

行星状星云是中小质量恒星生命最后的阶段,在天文时间尺度上可存在约两万年,足以展现壮丽的结构。这与大质量恒星最终以超新星爆炸收场截然不同。蝴蝶星云不仅是一片壮观的星际云气与尘埃,更是一座宇宙工厂,制造出岩石行星与生命所需的原材料。从这些尘埃与分子的蛛丝马迹中,科学家得以追溯地球诞生的远古线索。

(本文由台北天文馆授权转载;图片来源:ESA)

作者 台北天文馆

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