首次在银河系外发现氧分子

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氧是宇宙中仅次于氢和氦第三多的元素,因此它在星际中的化学性质和丰度对于理解分子气体在星系中的作用非常重要。但是天文学家在毫米波段一次次地寻找氧气,却找不到。

氧是宇宙中仅次于氢和氦第三多的元素,因此它在星际中的化学性质和丰度对于理解分子气体在星系中的作用非常重要。但是天文学家在毫米波段一次次地寻找氧气,却找不到。

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类星体Markarian 231,在哈勃太空望远镜中的图像

中国科学院上海天文台研究员王均智(Junzhi Wang)团队在类星体“马卡良231”(Markarian 231)中发现氧分子。“马卡良231”位于大熊座,距离地球5.6亿光年,是离地球最近的类星体。类星体中间有超大质量的黑洞,气体在其周围旋转变热,以至发出极明亮的光芒。研究小组使用西班牙和法国的无线电望远镜,看到波长为2.52毫米的O2谱线。此前天文学家仅在银河系中的两个恒星形成区:猎户座星云和心宿增四(Rho Ophiuchi)星云观测到氧分子。天文学家认为,星际氧分子短缺是由于氧原子和水分子冻结在尘埃颗粒上,从而锁定了氧气。但是,在这些恒星托儿所中,明亮的新生恒星发出的冲击波会从尘埃中撕下水冰,释放出氧原子以致结合成氧分子。但是即使在猎户座星云中,分子氧也很少见,不到氢分子的数量的百万分之一。氢在“马卡良231”也是主要的分子。但是,氧分子的丰度却比猎户座星云大上100倍的。O2集中在离Markarian 231中心约10 kpc(32,615光年)的区域,这可能是活跃星系核驱动的分子气体流与盘面分子云相互作用引起的。

天文学家认为“马卡良231”存在如此多氧分子,可能是经历了更剧烈如猎户星云的制氧过程,由于此星系是多产的恒星工厂,所产生的新恒星的速度是银河系的100倍,每年会喷出700倍太阳质量的气体。来自星系中心的高速气体可能会撞击盘面的气体,撕裂尘埃颗粒中的水冰,从而形成分子氧。这项研究发表在2020年2月1日《天体物理学(Astrophysical Journal)》杂志上。(编译/台北天文馆李瑾)

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