我國學者在復雜有機分子研究方面取得重要進展

　　在國家自然科學基金項目（項目編號：11590780，11773054）等資助下，中國科學院上海天文臺沈志強研究員團隊與國家天文臺李菂研究員、南京大學鄭興武教授合作，基于上海天文臺65米口徑的天馬射電望遠鏡的觀測數據，在復雜有機分子研究方面取得新進展。

左圖：天馬射電望遠鏡在Sgr B2中觀測得到的乙醇醛（上圖）與乙二醇（下圖）分子的積分流量圖，背景灰度圖展示的是天馬望遠鏡同時觀測到的氫復合線的積分流量圖，X號標示了Sgr B2中恒星形成活動最活躍的區域—Sgr B2(N)與Sgr B2(M)—的位置。

右圖：Sgr B2中乙醇醛與乙二醇分子的豐度隨到Sgr B2（N）的距離的變化。

　　相關研究成果以“Widespread Presence of Glycolaldehyde and Ethylene Glycol Around Sagittarius B2”（人馬座B2周圍延展分布的乙醇醛和乙二醇）為題，于2017年11月7日在The Astrophysical Journal（《天體物理學雜志》）上發表。論文鏈接：http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa9069/meta。該工作的國際相關報道可參見：https://phys.org/news/2017-10-glycolaldehyde-ethylene-glycol-sagittarius-b2.html。

　　復雜有機分子與地球上的生命起源息息相關，這些分子的性質和形成機制的研究是天體生物學研究的重要一環。觀測發現，銀河系中心巨分子云人馬座B2中的復雜有機分子非常豐富，其中的恒星形成活動最劇烈的云核Sgr B2（N）一直是星際空間復雜有機分子搜尋的最佳目標，大部分復雜有機分子，如乙醇醛、乙二醇等，都是在這一云核中首次被探測到的。其中乙醇醛是與糖分子有關的最簡單的分子，這一分子與核糖核酸（RNA）的重要組成成分——核酸糖的形成有關，乙二醇分子是多元醇的一種，常用作汽車防凍劑，這兩個分子都是非常重要的復雜有機分子，但它們的空間分布和形成機制尚不清楚。

　　沈志強團隊利用天馬望遠鏡對Sgr B2中的乙醇醛和乙二醇分子進行了近200小時的高靈敏度成圖觀測，發現這兩種分子在Sgr B2中的分布非常延展，角大小達15角分，尺度達100光年（左圖），其中乙醇醛分子的總質量約是地球質量的1萬倍，表明在銀河系中心存在著極其豐富的復雜有機分子。該團隊發現，這兩種分子不僅僅集中在具有恒星形成活動的熱核周圍，在沒有明顯恒星形成活動的冷暗區域也有廣泛的分布。從冷暗區域到恒星形成區域，兩種分子的豐度呈現下降的趨勢（右圖）。結合理論模型與實驗化學的研究結果，天馬望遠鏡的觀測結果表明，這兩種分子可能是在低溫環境下，塵埃表面上一氧化碳分子的氫化反應形成的。在我們銀河系中心極為復雜的物理條件，如大尺度激波、豐富的宇宙線等，使得這些分子由塵埃表面釋放出來，變成氣相分子。這些觀測結果向我們提出一個問題：復雜有機分子是否在星際空間廣泛存在？如果是的話，這些分子將有可能被轉移到行星上，為生命起源提供豐富的材料。未來的紅外望遠鏡如詹姆斯韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope），通過對塵埃成分的高靈敏度觀測，可能有助于解答這些問題。