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

  • 彭丽媛同埃及总统塞西夫人依缇萨尔茶叙并参观小型手工艺品展

  • 习近平抵达开罗对埃及进行国事访问

独家策划

推荐阅读
开学第一天,浙江省温州市广场路小学“我的暑期科学发现”发布会现场,孩子们正轮流上场展示自己的暑期探究成果。
2026-09-02 12:09
恒星形成率降到约四成,作为重要“气罐”的中性氢却仍保有七成以上。宇宙为何“有气难成星”?
2026-09-02 12:06
9月1日,以“科技改变生活 创新赢得未来”为主题的2026年全国科普月活动全面启动。
2026-09-02 12:21
今年夏天,全国用电负荷持续高位运行,屡创新高。这份“负荷迎峰值、居民却无感”的反差并非偶然,而是得益于我国电力系统的稳定供应,彰显了我国新型能源体系建设的显著成效。
2026-09-02 12:20
作为装置“心脏”的超导磁体性能,往往决定了这些装置能在冲击极限的路上走多远。通上电流的瞬间,超导线圈要承受巨大电磁力的拉扯。此时,一根看上去不起眼的“金属带子”成了决定“心脏”承受力的关键。
2026-09-02 12:12
随着全球气候变化的加剧,干旱已成为威胁森林生态系统稳定与制约林木生长的主要环境因子。
2026-09-02 10:45
中共中央、国务院日前转发了《中央宣传部、司法部关于开展法治宣传教育的第九个五年规划(2026—2030年)》,标志着全民普法正式开启“九五”的新周期。
2026-09-01 09:42
开学季来临,从近红外光醒脑仪、α脑波音频智慧仪,到加入红光模块的哺光台灯、模拟户外远眺的雾视屏……各类宣称能“醒脑”“护眼”的产品在电商平台热卖。他进一步指出,儿童颅骨厚度、密度与成人差异显著,目前尚无任何一项权威神经科学研究支持健康儿童使用此类设备。
2026-09-01 09:36
2026中国国际大数据产业博览会上,观众围观机器人表演。文生图、文生视频、音乐生成等一系列智能服务背后,核心驱动便是词元。用国家数据发展研究院院长胡坚波的话说,词元的生产就是以算力作为底座、以数据作为语料、以模型作为中枢来开展智能的工作。
2026-09-01 09:31
长期以来,美国亚利桑那州布莱克河西支流的本土阿帕奇鳟和圆尾鳅,一直难以与入侵的溪红点鲑竞争。研究超级雄鱼的科学家已经锁定了另外10个目标,包括白斑狗鱼、玻璃梭鲈、斑点叉尾鮰,甚至牛蛙。
2026-09-01 09:29
UDP-葡萄糖从细胞质一侧进入亲水口袋,神经酰胺则从膜内侧“横向”滑入疏水通道,两条通道最终在催化中心汇合。在此基础上,他们进一步解析了UGCG与多种代表性抑制剂结合的结构,试图看清药物究竟如何把这道“总闸门”关小。
2026-09-01 09:26
冰川持续消融直接推动高原冰湖数量、面积大幅增长,极大加剧了冰湖溃决洪水、泥石流等灾害风险。
2026-08-31 10:00
“咩——”眼下,新疆籽用西葫芦陆续成熟,双河市石峪镇的千亩籽用西葫芦地里,来了群特殊的“帮手”。每年8月,山区牧场的牧草逐渐进入枯萎期,牧民便会和籽用西葫芦种植户们提前联系,协商把羊群转场到这里。
2026-08-31 09:59
真正把“技术可行”与“应用可行”“商业可行”结合起来,做到在场景中磨技术、在市场中促转化,产业创新的种子和幼苗才能更好成长为参天大树  当下,具身智能产业正发生一场耐人寻味的双向奔赴。
2026-08-31 09:58
元英进解释道,生物制造过程中,生物反应通常条件温和,原料来自可再生资源或废弃物,生产流程能减少有毒试剂和资源消耗。
2026-08-31 09:55
作为本届运动会全新增设的青少年赛项,足球3V3 U19组别允许中小学生同场竞技。
2026-08-31 09:54
围绕海洋、低空、低碳、新能源、智驾等领域发布两批共60个场景,今年场景清单预计将扩容至100个以上。
2026-08-31 09:54
在机器人足球互动区,身高不足1米的小型人形机器人成为射门球员,现场的小观众担任守门员,开启点球大战,战况激烈。
2026-08-28 09:29
由此而言,坚持让人工智能服务立德树人这一根本任务,助力“五育”并举、促进学生全面发展,才能让人工智能成为赋能教育和学生的有力臂膀。
2026-08-28 09:23
“十五五”期间国家电网将加快特高压通道建设
2026-08-28 04:55
加载更多