追溯我們這顆行星上生命的起源，了解其他行星系中生命的潛力，是許多科學家的夢想。天文學家有時會從分子層面入手，将有機分子作為一種寶貴的線索。
近日，一組天文學家借助智利的ALMA（阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣），首次在一個形成行星的盤中探測到了二甲醚（CH3OCH3）。這種分子包含9個原子，是迄今為止在這類盤中發現的最大的分子。它也是更大的有機分子的一種前體，那些更大的有機分子有可能帶來生命的出現。研究已于近日發表在《天文學與天體實體學》上。
天文學家首次在行星形成盤中探測到二甲醚。| 圖檔來源：ESO/L. Cal ada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
塵埃阱中的分子
在這項新研究中，天文學家利用ALMA對年輕恒星IRS 48（也被稱為Oph-IRS 48）周圍的行星盤進行了詳細觀測。
蛇夫座（Ophiuchus）。紅色圓圈顯示了Oph-IRS 48系統的位置。| 圖檔來源：ESO, IAU and Sky & Telescope
IRS 48位于約444光年之外的蛇夫座，它其實是不少研究人員的“老朋友”，一直是衆多研究的對象，因為這裡的行星盤包含了一種不對稱的、腰果形狀的“塵埃阱”。這片區域保留了大量毫米大小的塵埃顆粒，這些顆粒可以聚集在一起，成長為千米大小的天體，比如彗星、小行星甚至可能是行星。
ALMA觀測到的腰果狀的塵埃阱。| 圖檔來源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der Marel
二甲醚是一種相對複雜的有機分子，像這樣的有機分子通常被認為在形成恒星的雲中産生，它們的出現甚至可能早于恒星的誕生。在這些寒冷的環境中，原子和像一氧化碳（CO）這樣的簡單分子會粘附在塵埃顆粒上，形成冰層并發生化學反應，進而孕育出更複雜的分子。
研究人員通過觀測發現，IRS 48行星盤中的塵埃阱也是一個那樣的“冰庫”，其中藏有許多塵埃顆粒，它們被富含複雜分子的冰覆寫着。随着深入研究行星盤的這片區域，ALMA最終發現了二甲醚分子的迹象。
ALMA在IRS 48周圍發現的各種氣體分子，包括甲醛（橙色）、甲醇（綠色）和二甲醚（藍色），還有一氧化碳（紫色）則存在于整個盤中。圖中星号代表中心恒星位置。| 圖檔來源：ESO/L. Cal ada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
随着來自IRS 48的熱讓冰升華為氣體，寒冷的雲中留下的分子被釋放了出來，變得能夠被探測到。這種分子在之前從未在形成行星的盤中發現過。
研究人員還初步發現了甲酸甲酯的痕迹，這是一種類似二甲醚的複雜分子，它同樣是更大的有機分子的基本構件。
更多複雜分子
二甲醚的發現表明，通常在恒星形成區域探測到的其他很多複雜分子，可能同樣潛伏在行星盤的冰結構上。這些分子是前生物分子的前體，比如氨基酸和糖類，它們是建構生命不可或缺的基本組成部分。
研究人員相信，通過追蹤這些分子從形成恒星的雲到行星盤再到天體的“旅程”，研究它們的形成和演變，就能更深入地了解前生物分子是如何在行星上最終出現的，包括我們的地球。
未來，當特大望遠鏡（ELT）建成後，将繼續對IRS 48進行研究。這讓科學家有機會研究行星盤更靠内部的區域中的化學，像地球這樣的行星可能正在那裡形成。
#創作團隊：
編譯：Gaviota
排版：雯雯
#參考來源：
https://www.eso.org/public/news/eso2205/
https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2022/03/aa42981-21/aa42981-21.html
#圖檔來源：
封面圖：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
首圖：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.