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

  • 甘肃渭源突发山洪 已致10人死亡

  • 福建长汀中复村:红色热土绘新卷

独家策划

推荐阅读
刘文郡:中国启动“人工智能+”行动,通过协同推进传统产业改造升级、新兴产业培育壮大与未来产业前瞻布局,让人工智能深度赋能千行百业。中国相继提出《全球人工智能治理倡议》《“人工智能+”国际合作倡议》,发布《人工智能能力建设普惠计划》《人工智能合作发展行动计划》,倡议成立世界人工智能合作组织。
2026-07-27 09:31
7月26日18时,水利部和中国气象局联合发布红色山洪灾害气象预警,江西南部、广东中北部局地发生山洪灾害可能性很大(红色预警)。涂勇介绍,主汛期山区降雨突发性强、峡谷汇水迅猛,进山务必提前关注山洪、暴雨预警,收到预警应立即取消行程。
2026-07-27 09:29
7月26日凌晨,今年第12号台风“红霞”在广东惠州市惠东县平海镇沿海登陆。”  针对台风远距离水汽输送导致的暴雨预报难题,气象部门采用集合预报方法,通过多个模式、多个初始场的集成分析,量化预报的不确定性。
2026-07-27 09:28
眼下正是小龙虾上市的季节,走进安徽省滁州市全椒县十字镇陈浅村潘氏龙虾万亩养殖基地,养殖户们正下田捕捞小龙虾。当前,全椒县稻虾综合种养面积36.5万亩,小龙虾年产量5.5万吨,稻虾全产业链综合产值34亿元、从业人数4万多人,小龙虾成了乡村振兴的主导产业之一。
2026-07-27 09:28
光明日报武汉7月26日电 记者王建宏、张锐从华中农业大学获悉,该校熊立仲教授团队近日鉴定出一个名为“ROAD1”的稻属特异抗旱孤儿基因,并发现携带这个功能等位基因的水稻在田间干旱条件下产量较对照显著提高。
2026-07-27 09:27
光明日报北京7月26日电 记者张胜从自然资源部获悉,每年的7月26日是联合国教科文组织确立的“世界红树林日”。自然资源部数据显示,自《红树林保护修复专项行动计划(2020—2025年)》印发实施以来,我国完成新营造红树林约1.16万公顷(17.4万亩),是全球少数红树林面积持续增加的国家之一。
2026-07-27 09:27
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
加载更多