干杯！NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了乙醇，世界上其他冰冷的成分
编辑按：本文于2024年3月13日更新，以阐明在IRAS 2A周围发现的化学物质存在于我们太阳系发展初期阶段的可能性。
玛格丽塔酒、醋和蚂蚁蜇有什么共同之处？它们含有NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜在两颗年轻的原恒星IRAS 2A和IRAS 23385周围发现的化学成分。虽然这些恒星周围的行星还没有形成，但韦伯在那里探测到的这些分子和其他分子代表了构成潜在宜居世界的关键成分。
一个国际天文学家团队利用韦伯的MIRI（中红外仪器）来识别各种由复杂有机分子组成的冰化合物，如乙醇（酒精）和可能的乙酸（醋的一种成分）。这项工作是在韦伯之前在一个寒冷、黑暗的分子云中检测到多种冰的基础上进行的。
图片A：原恒星IRAS 23385的平行场视图（MIRI图像）
这张波长为15微米的图像是由NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜上的MIRI（中红外仪器）拍摄，显示的是位于被称为IRAS 23385的原恒星附近的一个区域。IRAS 23385和IRAS 2A（在此图中不可见）是最近一个国际天文学家团队研究努力的目标。该团队利用韦伯发现在尚未形成行星的早期原恒星阶段就存在形成潜在宜居世界的关键成分。
影像来源：NASA, ESA, CSA, W. Rocha (Leiden University)
复杂有机分子（COMs）的起源是什么？
“这一发现有助于解决天体化学中一个长期存在的问题。”荷兰莱顿大学的研究小组组长威尔·罗查说。“太空中复杂的有机分子或COMs的起源是什么？它们是在气相中形成还是在冰中形成？在冰中检测到COMs表明，冷尘埃颗粒表面的固相化学反应可以构建复杂的分子种类。”
由于包括在本研究的固相中检测到的几种COMs之前已在暖气相中被检测到，现在人们认为它们来源于冰的升华。升华是指直接从固体变为气体而不经过液态。因此，检测到冰中的COMs让天文学家有希望更好地了解太空中其他甚至更大的分子的起源。
科学家们也热衷于探索在原恒星演化的后期阶段，这些COMs在多大程度上被运送到行星上。冷冰中的COMs被认为比温暖的气态分子更容易从分子云运送到行星形成盘中。因此，这些冰冷的COMs可以融入彗星和小行星中，进而可能与正在形成的行星相撞，为生命的繁荣提供可能。
科学团队还检测到了更简单的分子，包括甲酸（引起蚂蚁叮咬的灼烧感）、甲烷、甲醛和二氧化硫。研究表明，二氧化硫等含硫化合物在推动原始地球的代谢反应中发挥了重要作用。在推动原始地球的代谢反应中发挥了重要作用。
图B：IRAS 2A中的复杂有机分子
NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI（中红外仪器）已经在两颗原恒星周围的星际冰中发现了各种复杂的有机分子。这些分子是构成潜在宜居世界的关键成分，包括处于固态相的乙醇、甲酸、甲烷，可能还有乙酸。这一发现来自对两颗原恒星IRAS 2A和IRAS 23385的研究，这两颗原恒星都非常年轻，还没有开始形成行星。
影像来源：插图: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI). 科学解释: W. Rocha (Leiden University).
和我们太阳系的早期阶段相似吗？
特别有趣的是，IRAS 2A被认为是一颗低质量原恒星。因此，IRAS 2A可能与我们太阳系的早期阶段相似。因此，围绕这个原恒星识别出的化学物质可能在我们太阳系发展的初期阶段就存在，并后来被运送到了原始地球。
“随着原恒星系统的演变，当冰冻物质向内运送到行星形成盘时，所有这些分子都可以成为彗星和小行星的一部分，并最终成为新的行星系统。”莱顿大学的尤因·范·迪舍克说，他是这个科学计划的协调人之一。“我们期待着在未来几年里通过更多的韦伯数据一步一步地跟踪这一天体化学线索。”
这些观测结果是在JOYS+（詹姆斯·韦伯对年轻原恒星的观测）项目中进行的。该团队将这些结果献给了团队成员哈罗德·林纳茨，他在论文被接受后不久于2023年12月意外去世。
这项研究已被《天文学与天体物理学》杂志接受发表。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯正在解开我们太阳系的谜团，展望其他恒星周围的遥远世界，探索宇宙的神秘结构和起源，以及我们在其中的位置。韦伯是由NASA及其合作伙伴欧洲航天局和加拿大航天局领导的一个国际项目。
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这项研究已被《天文学与天体物理学》杂志接受发表。
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