ALMA發現銀河系邊緣的各種有機分子

中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2021年12月9日

天文學家首次在我們的銀河系邊緣 — 也就是銀河系最外側 — 偵測到一顆新生恆星和周圍複雜有機分子形成的繭狀物。這個發現顯示我們宇宙隱含的化學複雜性，並發表在《天文物理學期刊》。

日本新潟大學、臺灣中央研究院天文及天文物理研究所和日本國立天文台的科學家團隊，利用智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米陣列（ALMA）觀測位於銀河系最外圍的WB89-789 區域中的一顆新生恆星（又稱為原恆星），並偵測到各種含碳、氧、氮、硫和矽的分子，甚至有包含多達九個原子的複雜有機分子。這種原恆星，以及多種化學成分組成的相關分子氣體，首次在我們銀河系邊緣被偵測到。

ALMA觀測發現，各種複雜的有機分子，如甲醇 (CH3OH)、乙醇 (C2H5OH)、甲酸甲酯 (HCOOCH3)、二甲醚 (CH3OCH3)、甲酰胺 (NH2CHO)、丙腈 (C2H5CN) 等等，即使在銀河系極外圍的原始環境中也存在。這種複雜的有機分子可能是較大的前生命分子（prebiotic molecules）原料。

有趣的是，這個新發現天體的複雜有機分子相對豐度，與銀河系內側的豐度非常相似。觀察結果顯示，即使在我們銀河系的邊緣，也能以類似的效率形成複雜有機分子，即使那裡的環境與太陽系附近的環境非常不同。

一般認為銀河系外側仍然保留著在星系形成早期就存在的原始環境。銀河系極外側的環境特徵，例如重元素豐度低、星系旋臂的擾動很小或沒有擾動，與現今太陽系附近非常不同。由於其獨特的特性，銀河系極外側是研究銀河系早期環境中恆星形成和星際介質的絕佳實驗室。

日本新潟大學的天文學家、論文的第一作者下西隆表示：「靠著ALMA，我們才能夠在銀河系邊緣看到一顆正在形成的恆星和周圍的分子繭。 令我們驚訝的是，在極外星系的原始環境中存在著多種豐富的複雜有機分子。從早期宇宙形成以來，構成化學複雜性的星際條件可能就一直存在。」

本所博士後研究、論文第二作者泉奈都子則認為：「這個結果對了解早期環境中的恆星形成過程非常重要，這也將提供我們關於恆星形成甚至早期星系形成的重要線索。」

日本國立天文台的天文學家、本論文的共同作者古家健次補充道：「觀測結果顯示，即使在我們銀河系最外層區域的這種低金屬豐度環境中，也可以有效地形成複雜的有機分子。這發現為了解複雜有機分子在宇宙中如何形成，提供了一片重要的拼圖。」

然而，目前尚不清楚這種化學複雜性是否在銀河系外圍很常見。複雜的有機分子特別令人感興趣，因為其中一些與太空中形成的前生命分子有關。團隊預計未來將觀測更多恆星形成區，希望能釐清在我們太陽系中看到的富含各種化學物質的系統，是否在宇宙歷史中也無所不在。

相關資料：

阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，簡稱ALMA）是由歐洲、北美、東亞與智利共和國合作建造的國際天文設施。ALMA的經費來源包括三部分：歐洲地區由歐洲南天天文台（ESO）支應；北美地區由美國國家科學基金會（NSF）、加拿大國家研究委員會（NRC）、與臺灣的行政院科技部（MOST）共同支持；東亞地區經費則為日本國家自然科學研究機構（NINS）、台灣中央研究院（AS）和韓國天文研究院（KASI）共同籌措。 ALMA的建設和運營以歐洲南天天文台（ESO）代表歐洲，美國國家電波天文台（NRAO）代表北美，日本國立天文台（NAOJ）代表東亞。由ALMA 天文臺聯合中心（JAO）統籌管理施工、試運轉、運作事宜 。

相關論文於2021年12月1日發表在《天文物理學雜誌》。

原文來自：Stellar Cocoon with Organic Molecules at the Edge of our Galaxy

新聞聯絡：

周美吟博士，中央研究院天文及天文物理研究所 (Tel) 02-2366-5415，cmy@asiaa.sinica.edu.tw