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

  • 习近平同法国总统马克龙举行会谈

  • 2025企业家博鳌论坛举行

独家策划

推荐阅读
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
加载更多