太空漢堡上的有機分子昇華

中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2022年10月7日

圍繞著原恆星HH 212的吸積盤（accretion disk），形狀看起來像是個『太空漢堡』，就位於距地球約1300光年的獵戶座方向，行星可能將在這吸積盤中形成。在這個太空漢堡上偵測到有機分子氣體，其中有些是前生命（prebiotic）分子。這個發現可以幫助闡明生命是如何在地球上產生，以及外星生命是否可以在太空中誕生。

值得一提的是，由中央研究院天文及天文物理研究所（簡稱ASIAA）的李景輝研究員領導的國際團隊，日前使用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米陣列（簡稱ALMA）觀測六種分子（甲醛H2CO、甲醇CH3OH、甲酰胺NH2CHO、甲酸HCOOH、乙醛CH3CHO 和異氰酸HNCO）。他們使用前所未有的空間分辨率（約10 au；au為『天文單位』的縮寫，1 au為太陽到地球的平均距離），首次推測出這些分子的分層分布。 更重要的是，H2CO、CH3OH、NH2CHO和HCOOH的分布與其昇華溫度的分布一致，證實它們是從盤中塵埃顆粒的冰層（ice mantle）昇華成氣體而進入盤的大氣。

主要作者李景輝解釋：「多虧了強大的 ALMA，我們終於可以分辨出盤上大氣有機分子的分層分布。我們發現具有較低昇華溫度的分子會出現在距離中心較遠、溫度較低的盤上。這現象代表分子最初必定存在於盤中塵埃顆粒的冰層，然後受熱昇華成氣體。」

論文的第二作者Claudio Codella也表示：「NH2CHO 是一種前生命分子，被認為可能是由冰層中的HNCO、或是氣態的H2CO形成。然而，我們的發現似乎排除了第一種假設，也對第二種說法存疑。因此仍需要進一步的研究來確定這種分子在盤中如何形成。」

第三作者Cecelia Ceccarelli補充說明：「其中一些分子，例如H2CO和CH3OH，可能早在前恆星期（prestellar phase）盤還沒形成之前便已存在於塵埃顆粒上的冰層，然後由於重力塌縮而被帶到盤面上。 」

參考資料：

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的建設和運營是由歐洲南天天文台代表歐洲，美國的國家電波天文台（NRAO）代表北美，以及日本的國立天文台（NAOJ）代表東亞。ALMA 天文臺聯合中心（JAO）統籌管理施工、試運轉和運作事宜 。

這篇由李景輝主筆的論文Stratified Distribution of Organic Molecules at the Planet-formation Scale in the HH 212 Disk Atmosphere，發表在2022年9月16日出刊的天文物理期刊Astrophysical Journal。

研究團隊名單：李景輝（中研院天文所；臺灣大學）、Claudio Codella（義大利INAF；法國Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG）、Cecilia Ceccarelli（法國Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG）、和Ana López-Sepulcre（法國IRAM）。

相關研究：

在太空漢堡上找到複合有機分子

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中央研究院天文及天文物理研究所 李景輝研究員

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