点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:宇宙中,没有两种“汤”是一样的
首页> 科技频道> 头版 > 正文

宇宙中,没有两种“汤”是一样的

来源:科技日报2021-09-17 09:50

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  在这张艺术构想图中,行星是由围绕一颗年轻恒星的原行星盘中的气体和尘埃形成的。这种气体由许多不同的分子组成,包括氰化氢和更复杂的腈。盘中特定位置的分子汤塑造了在那里形成的行星的未来。图片来源:M.WEISS/哈佛和史密森尼天体物理学中心

  9月15日在预印本平台arXiv中发表的20篇系列论文表明,天文学家已经非常详细地绘制了行星“托儿所”内的化学物质。

  新公布的图集揭示了五个原行星盘(行星在年轻恒星周围形成尘埃和气体的区域)内数十种分子的位置。

  生命存在或更广泛

  领导图集制作项目的哈佛—史密森尼天体物理学中心天文学家凯琳·奥伯格表示,这些行星形成盘中充满了有机分子,其中一些与地球上生命的起源有关。“这真的很令人兴奋。每个盘中的化学物质将最终影响形成的行星类型,并决定行星是否可以承载生命。”

  研究结果表明,导致地球上生命存在的基本化学条件可能会更广泛地存在于整个银河系中。在环绕新形成的恒星的原行星盘中发现了大的有机分子,而一个类似的盘曾经围绕着年轻的太阳,形成了现在构成我们太阳系的行星。

  这些分子的存在意义重大,因为它们是更简单的碳基分子(如太空中大量发现的一氧化碳)与创造和维持生命所需的更复杂分子之间的“垫脚石”。

  行星在不同的“汤”中形成

  新的圆盘图显示,原行星盘中的化学物质在每个盘中的分布并不均匀。相反,每个盘都充满不同的行星形成“汤”(分子混合物或行星成分)。结果表明,行星的形成发生在不同的化学环境中,并且在它们形成时,每个行星可能会根据其在盘中的位置而暴露于截然不同的分子中。

  系列论文之一的主要作者奥伯格说:“我们的图集揭示了行星在盘中形成的位置非常重要。盘中的许多化学物质都是有机物,这些有机物在特定盘内的分布变化很大。两颗行星可以围绕同一颗恒星形成,它们的有机物含量非常不同,因此很有可能存在生命。”

  另一篇论文则绘制了18种分子(包括氰化氢和其他与生命起源有关的腈)在五个盘中的具体位置。这些图像是研究人员在2018年和2019年使用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜(ALMA)拍摄的。收集的数据高达100TB字节,研究人员花了两年时间来分析,并将其分解成每个分子的单独图示。

  每个盘的最终图示表明,即使在单个盘中发生的化学反应也比人们想象的要复杂得多。研究人员解释说:“每个单独盘看起来都与下一个大不相同,都有自己独特的化学子结构集。在这些盘中形成的行星将经历非常不同的化学环境。”

  重要的是,这些有机分子所在的盘区域也是小行星和彗星形成的地方。在这些盘中也可能发生类似于在地球上启动生命的过程——小行星和彗星的轰击将大有机分子转移到新形成的行星上。

  研究人员表示:“这项工作的主要结果表明,在我们的星球上孕育生命所需的相同成分也存在于其他恒星周围。在行星上启动生命所需的分子可能很容易在所有行星形成环境中发现。”

  寻找未来的行星新生儿

  新研究项目不仅仅为天文学家提供研究圆盘化学环境的机会。奥伯格说:“我们的团队使用这些图集来展示一些正在形成的行星位于盘内的位置,这使科学家能够将观察到的化学汤与特定行星的未来成分联系起来。”

  研究人员正使用收集的数据和图集来寻找新生行星。天文学家确信行星是在原行星盘中形成的,但有一个问题:他们无法直接看到它们。密集的气体和尘埃将持续约300万年,掩蔽了年轻的、正在发育的行星。

  研究人员表示:“这就像在看一条水下的鱼。我们知道它们在那里,但我们无法看见深处的鱼。我们必须在水面上寻找细微的迹象,比如涟漪和波浪。”

  在原行星盘中,气体和尘埃自然地围绕中心恒星旋转。天文学家可以测量的移动物质的速度应该在整个盘上保持一致。但如果一颗行星潜伏在表面之下,研究人员认为它会轻微扰乱围绕它移动的气体,形成速度的微小偏差,导致螺旋状气体以意想不到的方式移动。

  使用这种策略,研究人员分析了五个原行星盘中的两个——围绕年轻恒星HD 163296和MWC 480的气体速度。盘中某些部分的速度出现小波动,揭示了每个盘中都嵌有一颗年轻的类似木星的行星。

  研究人员说,随着行星的生长,它们最终会“在盘结构中形成开放的缺口”,以便人们可以看到它们,但这个过程将需要数千年的时间。研究人员希望比即将发射的詹姆斯韦伯太空望远镜领先一步确认这些发现,并在未来通过研究更多的原行星盘来证实这一结果。(张梦然)

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 上海举行普通高校招生志愿填报现场咨询会

  • “汉语桥”比赛在多国举行 增进文化理解与民心相通

独家策划

推荐阅读
随着人工智能技术的不断突破和应用场景的加速拓展,AI相关领域人才需求攀升将成为未来较长一段时间内劳动力需求的重要趋势特征。企业作为劳动力市场的需求主体,也应主动应对AI技术变革,推动内部数字化转型,提升生产效率。
2026-06-15 09:17
智能经济带来的技术提升,不是对传统产业的简单替代,而是通过“人工智能+”行动实现全方位赋能。面对全球人工智能治理规则正在形成的窗口期,我国既要在技术上对标一流,更应在治理上贡献智慧,助力全球AI治理变革。
2026-06-15 09:16
过了芒种,在河南省获嘉县照镜镇樊庄村,村民宋其文家里的麦田已开镰,但他不慌不忙,心里稳得很。宋其文感受到的智慧灌溉来源于水肥一体机搭载的作物高效用水智能决策系统,在那里,天空地数据持续搜集,不断优化生成实时灌溉决策方案。
2026-06-15 09:16
在率先落地的机器人、数字人营业性演出场景中,符合条件的经营主体可将机器人、数字人作为演职人员纳入管理范畴。”  北京经开区有关负责人表示,下一步将持续优化试点流程、稳步扩大试点范围,做到放而不乱、管而有序、服务到位,全力扶持新业态、培育新主体、壮大新产业。
2026-06-15 09:15
6月14日,国家防总办公室、应急管理部组织自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部、水利部、中国气象局等多部门联合会商,研判近期降雨发展趋势,研究部署重点地区防汛工作。
2026-06-15 09:13
在“环保智慧大脑”的加持下,河南省重点环境问题平均存续时间从17.4小时压缩至1.09小时,生态环境监管能力显著提升。近年来,河南省生态环境厅坚持科技创新驱动、智慧化引领,生态环境监管进入全流程智能化监测、执法、应急处置的数智化时代,环境治理格局正在重塑。
2026-06-15 09:13
据英国《自然》网站9日报道,美国生命生物科学公司当天宣布,首次通过细胞“部分重编程”疗法,尝试让一名青光眼患者眼部受损的衰老细胞“返老还童”。
2026-06-12 09:32
一项发表于《科学》杂志的最新研究,绘制了首张全球菌根真菌“地下网络”分布图。这是继去年《自然》杂志发表菌根真菌多样性全球分析之后,科学家首次实现对其物理密度的全球可视化。
2026-06-12 09:29
斯坦福大学数学家贾里德·杜克尔·利希特曼在社交平台X上将这种现象类比为国际象棋中的“非常规开局”,认为AI有时能跳出人类长期形成的“审美与惯例”。
2026-06-12 09:28
在前不久举行的第三十四届哈尔滨国际经济贸易洽谈会上,哈尔滨工程大学智能海洋航行器技术全国重点实验室的展台前,围满了参观者。
2026-06-12 09:27
如今,智谱的大模型已经成为全球众多顶级云服务商和知名编程平台的“默认选项”之一,深受海外开发者的欢迎。如果说智谱代表了AI通用大模型在信息空间的实力,那么北京科学智能研究院则展示了AI征服物理和微观世界的强大力量。
2026-06-12 09:26
“在洞窟里,把冷光灯打开,面对着千年壁画的那一刻,所有的烦恼都会瞬间远离,觉得能近距离接触如此杰出的艺术品,是很震撼、很幸运又很幸福的事。遵循这一“笨规矩”,于宗仁组织完成了莫高窟与甘肃省内外多处壁画彩塑保护方案与实施工作,例如莫高窟千像塔彩塑保护修复、莫高窟第196窟壁画彩塑保护修复,以及麦积山石窟部分洞窟的塑像壁画保护修缮等。
2026-06-11 10:23
国际科技出版机构施普林格·自然10日发布的自然指数2026科研领导者榜单显示,中国继续保持全球第一,2024年至2025年科研产出增长22.4%,是全球十强中唯一实现两位数增长的国家。机构表现方面,自然指数显示,中国科学院整体排名位列榜首,在除健康科学和社会科学以外的5个学科领域位居第一。
2026-06-11 10:23
量子传感是一种利用量子效应进行高精度测量的新技术。量子传感可通过增加粒子数量来提高传感性能,然而这面临一个重要挑战——量子热化。“这不仅深化了人们对量子热化这一基础科学问题的认识,也为发展新一代高灵敏度量子传感器提供了新的思路。
2026-06-11 10:23
扎根智能制造一线,很多像马遵农一样的年轻人用技术创新护航制造业转型升级。如今,基于模型的系统工程等方法已应用于飞机制造的各个环节,新工艺的研发更高效、更精准、更节约。
2026-06-11 10:23
阶段扩建,计划新增一个综合舱段,让空间站整体构型从“T”字变为“十”字。从初具规模的三舱组合,到不断扩容升级,中国空间站的成长,是中国载人航天稳步发展的缩影。
2026-06-11 10:23
6月9日16时23分,朱雀二号改进型遥六运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空。
2026-06-10 09:57
6月8日,火烈鸟在盐湖湿地嬉戏,成为一道亮丽风景线。
2026-06-10 09:57
日前,长江干线首个“复式航道”在安徽土桥水道和大通水道试运行,预计每日分流200余艘上行浅吃水船舶。
2026-06-10 09:52
近年,智能除锈凝胶与高相容性的新型加固材料的研发与成功应用,分别为脆弱青铜器无损清除锈蚀病害与矿化层加固提供了创新方法。
2026-06-10 09:51
加载更多