詹姆斯·韋伯太空望遠鏡儀器NIRCam(左)、MIRI(右上)和兩者結(jié)合(右下)拍攝的斯韋獵戶座星云中行星形成盤的三視圖。(圖片鳴謝:歐空局/韋伯、伯太美國航天局、空望加空局、遠鏡有趣m .扎馬尼(歐空局/韋伯)、行星形成PDRs4All ERS團隊)
（神秘的盤中地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：最近的一項研究報告稱，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)在一顆年輕恒星周圍形成行星的發(fā)現(xiàn)分氣體和塵埃盤中發(fā)現(xiàn)了一個被認為是星際化學基石的碳分子。
JWST在一個名為d203-506的詹姆原行星盤系統(tǒng)中檢測到了碳化合物甲基陽離子(CH3+)，該系統(tǒng)位于獵戶座星云中，斯韋距離地球約1350光年。伯太該系統(tǒng)中心的空望恒星是一顆紅矮星，質(zhì)量只有我們太陽的遠鏡有趣10%,整個系統(tǒng)正在受到來自附近年輕的大質(zhì)量熱恒星的強烈紫外線輻射的轟擊。
科學家們認為，行星形成大多數(shù)原行星盤在特定時期會受到強烈的盤中紫外線輻射，因為恒星往往會形成群體，其中包括大質(zhì)量的紫外線產(chǎn)生恒星。這包括我們自己的宇宙鄰居；來自隕石的證據(jù)表明，我們年輕的太陽系在大約45億年前形成時，受到了這種輻射的猛烈轟擊。
如此強烈的輻射轟擊會摧毀構(gòu)成生命基礎(chǔ)的復(fù)雜有機分子。但是我們知道情況并不總是這樣；畢竟地球上有生命存在。在一個最終可能孕育生命的行星正在形成的區(qū)域發(fā)現(xiàn)甲基陽離子，可能有助于解開這個宇宙之謎，并幫助科學家更好地了解宇宙中生命是如何以及在哪里開始的。
盡管是一種相對簡單的分子，但自20世紀70年代以來，甲基陽離子一直處于宇宙碳化學理論的中心，因為它像其他含碳離子(帶電荷的分子)一樣，容易與許多其他分子反應(yīng)。這意味著它可以啟動更復(fù)雜的碳分子的生長，即使在低溫下。
像這樣的碳化學是天體生物學家特別感興趣的，因為我們所知道的生命是碳基的。然而，直到JWST到來很久，天文學家才能夠在相對遙遠的行星形成盤中檢測到這種碳分子。
這是因為用射電望遠鏡觀察原行星盤需要分子具有所謂的“永久偶極矩”，這意味著它們有一個正“端”和一個負“端”。甲基陽離子缺少永久偶極矩。而地基光學望遠鏡經(jīng)歷了太多的大氣干擾，無法從它吸收和發(fā)射的光線中發(fā)現(xiàn)它，這個過程被稱為光譜學。這意味著發(fā)現(xiàn)甲基陽離子需要非常敏感的太空望遠鏡，如2022年夏天開始運行的JWST。
研究小組成員Marie-Aline Martin是Paris-Saclay大學的一名研究員，他在一份聲明中說:“CH3+的發(fā)現(xiàn)不僅證實了JWST令人難以置信的靈敏度，還證實了CH3+在星際化學中的重要作用。”。
關(guān)于有機分子如何在紫外線輻射下幸存下來的難題，馬丁和他的同事們認為他們可能有一個解決方案。該小組認為，甲基陽離子實際上可能直接出現(xiàn)在這些位置，這是紫外線輻射為分子形成提供所需能量的結(jié)果。
還有其他跡象顯示，紫外線輻射的轟擊也會對原行星盤產(chǎn)生深遠的影響。例如，JWST的觀察表明，沒有受到嚴重輻射的圓盤比那些受到嚴重輻射的圓盤含有更多的水，例如d203-506，研究小組在其中沒有檢測到水。
“這清楚地表明，紫外線輻射可以完全改變原行星盤的化學成分，”該研究的主要作者、圖盧茲大學科學家奧利維爾·伯恩(Olivier Berné)在同一份聲明中說。“通過幫助產(chǎn)生甲基陽離子，它實際上可能在生命起源的早期化學階段發(fā)揮了關(guān)鍵作用——這一點可能以前被低估了。”
這項研究發(fā)表在四月份的天體物理學雜志《快報》上。