
詹姆斯·韦伯太空望远镜近红外相机(JWST NIRCam)IRAS07251-0248的假彩色图像,通过结合NIRCam上的2毫米(蓝色)、2.77毫米(绿色)和3.56毫米(红色)滤光片拍摄。数据是根据JWST GO项目ID 3368(P.I. L. Armus)进行的观测数据的一部分。图片来源:米库尔斯基空间望远镜档案馆,天文学研究大学协会,NASA
2026年哈佛中心宇宙生物学研究院(CAB)与西班牙CSIC-INTA联合,利用牛津大学模型技术,利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测发现近邻星系深埋核中前所未有的小型有机分子丰度
“JWST的红外能力让我们得以窥探宇宙最隐秘的化学工厂。”——CAB首席科学家 Dr. Ismael García Bernete
一、背景与意义IRAS 07251–0248是一颗超亮红外星系,其核被数以千计的气体与尘埃遮蔽,常规望远镜难以探测。利用JWST的NIRSpec与MIRI光谱仪,团队在3–28 µm波段对其核心进行了全波段观测,首次揭示了该星系深藏核中丰富的有机分子群。
本研究已在《Nature Astronomy》发表,提供了关于极端宇宙环境中复杂有机分子与碳元素加工的新见解,并为研究宇宙生物前体化学提供了重要线索。
二、观测与结果光谱获取
采用JWST NIRSpec 与 MIRI 组合观测,涵盖气体相分子、冰层与尘粒的光谱特征。
通过对光谱峰的拟合,确定了多种分子的丰度与温度。
丰度与种类
发现包括苯(C₆H₆)、甲烷(CH₄)、乙炔(C₂H₂)、二乙炔(C₄H₂)与三乙炔(C₆H₂)等小型有机分子。
重要突破:在银河系之外首次检测到甲基自由基(CH₃)。
伴随气体相分子,还观测到大量固体碳基颗粒与水冰。
化学复杂性
“我们观察到的化学复杂性远超目前理论模型的预测。”——Dr. García Bernete 这表明星系核内存在持续的碳源,维持了这一丰富的化学网络。
三、机理探究多环芳烃(PAHs)碎裂
通过牛津小组的PAH模型,结果显示高温或湍流无法单独解释观测到的分子丰度。
研究指出,宇宙射线在这些极端核中十分丰沛,能裂解PAH与碳粒,释放出小型有机分子进入气体相。
宇宙射线与碳丰度关联
在类似星系中,碳氢化合物丰度与宇宙射线电离强度呈显著正相关。
这进一步支持宇宙射线驱动的有机分子生成机制。
预生物化学的重要性
“虽然小型有机分子并未在活细胞内出现,但它们可能是氨基酸与核苷酸等生物大分子形成的关键前驱。”——Oxford物理系教授 Dimitra Rigopoulou
四、宇宙化学的新视角深埋核被视为有机分子工厂,可为星系的化学演化提供源源不断的前体。
本研究开启了在极端空间环境中研究有机分子生成与加工的新路径,验证了JWST在揭示宇宙隐藏区域方面的巨大潜力。
勇编撰自论文"JWST detection of abundant hydrocarbons in a buried nucleus with signs of grain and PAH processing".Nature Astronomy.2026相关信息,文中配图若未特别标注出处,均来源于自绘或公开图库。