首次在银河系外发现氧气意味着什么?

在距地球5.6亿光年的类星体“马卡良231”内,中外科学家联手首次发现了氧气。这是人类天文学家首次在银河系外发现氧气的踪迹,也是迄今为止在太阳系外探测到最多的氧气。近日,这项研究发表于国际期刊《天体物理学》上。

或可成为研究宇宙超大质量黑洞等天体的新工具

    此前,天文学家仅仅在猎户座星云和蛇夫座星云内两次探测到氧气,经过计算,其氧气数量远远低于本次在大熊星座的发现。

    为何在星体和星体之间的星际空间中,氧气如此难以发现?天文学家普遍认为,在星际空间中氧原子被水分子以水冰的形式“冻结”在尘埃颗粒上。但在一些星云里,明亮的新生恒星发出的冲击波会将水冰从尘埃上剥离,将氧原子“解救”出来形成氧气。因此,王均智认为,观测到氧气,也可以成为侧面研究该星云内部恒星、黑洞等天体变化的一个工具,特别是研究星系中心超大质量黑洞对宿主星系的反馈。

    研究团队成员、美国国家航空航天局喷气推进实验室天文学家保罗·戈德史密斯指出,在猎户座星云内,氧气的数量很少,仅为氢气数量的百万分之一。而这次在“马卡良231”内,氧气的比重是猎户座星云内的100倍。由此推测,“马卡良231”内经历了比猎户座星云更强大的氧气形成过程。此前研究表明,“马卡良231”是一个高产的恒星工厂,产生新恒星的速度是银河系的100倍,每年喷出气体的总质量为700个太阳质量,对水冰的冲击波更为活跃。此次氧气数量的发现,也印证了这一结论。
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第1个回答  2020-03-04
氧气含量远低于预期仍是未解之谜
李菂强调说:“搜寻星际分子,特别是氧气这种对于天体生命学和星际物质演化至关重要的分子,是射电天文学的重要前沿。在接近半个世纪的空间射电分子搜索历程中,迄今仅有的几次成功探测都在银河系以内。”
李菂解释道,由于地球大气会吸收氧气,因此,地面上无法观测银河系内的任何氧气,所以,对于银河系内的氧气搜寻都用空间望远镜来进行,本世纪初,终于有3台空间望远镜在银河系内的恒星形成区内探测到了极微弱的氧气信号。
王均智表示,银河系外星系中的氧气发出的信号,在具有一定红移的前提下,由于多普勒效应,可以穿透地球大气,进而通过地面大型望远镜设备进行探测。
他进一步解释道:“但由于这些氧气信号十分微弱,从上个世纪八十年代开始,有多个小组进行尝试,最终都空手而回。近二十年来,随着天文探测等技术的进步以及新望远镜设备的建成,我们可以探测到比上个世纪弱十倍以上的信号,同时,我们还通过分析,选择了可能导致氧气丰度增加的星系‘马卡良231’,结果成功探测到氧气。”
王均智表示:“此项研究为利用氧气的观测进行核区剧烈活动对宿主星系的反馈研究打开了一扇新窗口。”
李菂最后指出:“氧气在星际空间的含量为何普遍远低于预期仍是未解之谜,有待科学家们进一步探索。”
第2个回答  2020-03-04
在银河系外发现氧气是很难得的,因为星球之间的氧气真是少的可怜,即使是在银河系中也罕见,氧原子都被锁在了冰粒中,而在猎户座星云中,恒星会通过冲击波把被冰中的氧原子释放出来,最终产生了少量的氧气。地球有吸氧的能力,所以在地面上根本不可以检测到氧气的存在,只能够通过空间望远镜才可以检测出来。21世纪初期,科学家能终于通过3台望远镜检测到银河系中的微量氧气。

要知道这些氧气是不容易检测出来的,它们发出的信号特别小,各国科学家尝试了很多年,都没能成功捕获。现在,我们的科技水平提高了很多,也能够检测出来比过去还要弱的信号,科学家通过专业的分析方法,最终选择在马卡良231上检测氧气,也成功地检测出来了氧气。

那么,银河系外存在氧气,是否就说明有外星生物的存在呢?科学家说不排除有这个可能,毕竟宇宙无穷,而氧气是物质形成的重要成分。说不定,在遥远的宇宙边缘,有模样怪异的外星人正在窥视着我们人类的一举一动
第3个回答  2020-03-04
能够在银河系外发现氧气是很难得的,因为星球之间的氧气真是少的可怜,即使是在银河系中也罕见,氧原子都被锁在了冰粒中,而在猎户座星云中,恒星会通过冲击波把被冰中的氧原子释放出来,最终产生了少量的氧气。

与中国合作的美国航天局的戈德史密斯称,马卡良231中之所以有较多氧气,是因为它产生氧气的过程很壮观,能够保证有足够多的氧气。 李菂还说,地球有吸氧的能力,所以在地面上根本不可以检测到氧气的存在,只能够通过空间望远镜才可以检测出来。21世纪初期,科学家能终于通过3台望远镜检测到银河系中的微量氧气。

要知道这些氧气是不容易检测出来的,它们发出的信号特别小,各国科学家尝试了很多年,都没能成功捕获。现在,我们的科技水平提高了很多,也能够检测出来比过去还要弱的信号,科学家通过专业的分析方法,最终选择在马卡良231上检测氧气,也成功地检测出来了氧气。 那么,银河系外存在氧气,是否就说明有外星生物的存在呢?科学家说不排除有这个可能,毕竟宇宙无穷,而氧气是物质形成的重要成分。说不定,在遥远的宇宙边缘,有模样怪异的外星人正在窥视着我们人类的一举一动。
第4个回答  2020-03-04
为何在星体和星体之间的星际空间中,氧气如此难以发现?天文学家普遍认为,在星际空间中氧原子被水分子以水冰的形式“冻结”在尘埃颗粒上。但在一些星云里,明亮的新生恒星发出的冲击波会将水冰从尘埃上剥离,将氧原子“解救”出来形成氧气。因此,王均智认为,观测到氧气,也可以成为侧面研究该星云内部恒星、黑洞等天体变化的一个工具,特别是研究星系中心超大质量黑洞对宿主星系的反馈。

研究团队成员、美国国家航空航天局喷气推进实验室天文学家保罗·戈德史密斯指出,在猎户座星云内,氧气的数量很少,仅为氢气数量的百万分之一。而这次在“马卡良231”内,氧气的比重是猎户座星云内的100倍。由此推测,“马卡良231”内经历了比猎户座星云更强大的氧气形成过程。此前研究表明,“马卡良231”是一个高产的恒星工厂,产生新恒星的速度是银河系的100倍,每年喷出气体的总质量为700个太阳质量,对水冰的冲击波更为活跃。此次氧气数量的发现,也印证了这一结论。

此外,研究团队通过对这个星系中心附近富含分子气体区域的氧气射线观测,得到了到目前为止银河系外最好的氧气所占比重的上限,与此前天文学家在银河系内探测到的结果基本一致。

彰显射电望远镜的进步,离探测宇宙生命体还远

搜寻星际空间中的分子,是目前射电天文学的探索前沿。王均智表示,本次发现有赖于人类射电望远镜技术的不断进步。“氧气信号十分微弱,从20世纪80年代开始,有许多研究团队进行尝试,最终都空手而回。近20年来,随着天文探测等技术的进步以及新望远镜设备的建成,我们终于可以探测到比20世纪弱10倍以上的信号,同时,我们还通过分析选择了星系‘马卡良231’,结果成功探测到氧气。”

王均智强调,近年来我国天文望远镜建设不断进步,大型射电望远镜设备“天眼”FAST、上海天文台65米天马望远镜以及国际平方公里阵(SKA)项目将为搜寻宇宙中新的复杂分子特别是与生命相关的有机分子,发挥更为重要的作用。

然而,银河系外发现氧气是否意味着找到了可能适合生命体存在的新环境?对此,王均智表示,有氧气不代表一定有生命,在探测到氧气的星际空间,由于温度、密度等非常低,也难以有生命体存在。所以这次发现的价值主要在天文学意义上,离探测银河系外生命体还太远。“大量探测表明,氧气在银河系内的占比相对还很低,它的形成和消耗机制还没有完全弄清楚,需要天体化学模型相关研究的继续跟进。” 
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