銀河系外首次發現氧氣 射電望遠鏡技術推動天文學發展
潤澤科器 - 2020-03-09
【化工儀器網 時事熱點】氧氣，一種無色無味的氣體，其元素氧廣泛存在于自然界中，占地殼質量的48.6%，是豐度最高的元素，而氧氣本身對于人類乃至整個地球生物圈而言意義重大。在人類目前的認知范圍內，地球上的一切生命呼吸、燃燒和氧化過程都需要消耗氧氣，可以說，氧氣在全球生物化學循環過程中起著不可替代的重要作用。因此，氧氣順勢成為了人類尋找地外生物和適宜人類居住星球的重要指標之一。
經過多年來對宇宙空間的探索，天文學家們認為氧分子普遍存在于恒星間的空間內，其豐度僅次于氫和氦。此前，天文學家在銀河系內的獵戶座星云和蛇夫座星云都探測到過氧氣。然而，在銀河系外是否存在氧氣，相關的科學探索還未發現有力證據。近日，發表于《天體物理學》雜志上的一項研究成果表明，在距地球5.6億光年的“馬卡良231”(Markarian 231)星系內，中外科學家聯手發現了氧氣。經過科學家推斷，在“馬卡良231”內，氧氣比重是獵戶座星云內氧氣比重的100倍。據悉，這是人類第一次在銀河系外探測到氧氣，同時也是迄今為止在太陽系外發現氧氣最多的一次。
據了解，由于“馬卡良231”內核十分活躍，其內部產生的連續脈沖驅動分子快速向外流動(類似于分子云的水釋放氧氣的過程)，因此研究人員們開始重點研究“馬卡良231”。他們利用位于西班牙和法國的射電望遠鏡，捕捉氧氣在宇宙中發射出的特定頻率
光譜，最終，在“馬卡良231”內發現了2.52毫米波長的射線，這是氧氣存在的標志。專家稱，此次重大發現有賴于射電望遠鏡技術的不斷進步。
射電望遠鏡在第二次世界大戰結束后開始逐漸嶄露頭角并脫穎而出，是觀測和研究來自天體射電波的基本設備，可以測量天體射電的強度、頻譜及偏振等量，為射電天文學的發展做出了重要的貢獻。20世紀60年代天文學取得“四大發現”，分別是脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子，這四項發現都有射電望遠鏡的功勞。
近些年來，隨著科學技術的不斷進步，射電望遠鏡的觀測能力也在逐提高。2019年4月10日21時，眾多天文學家利用分布在全球的8座射電望遠鏡，觀測并拍攝到了人類歷史上第一張黑洞影像，印證了一個多世紀以前德國天文學家卡爾·史瓦西提出的“黑洞”概念，至此，人類對宇宙的認知又邁進了一大步。我國對宇宙空間的好奇和探索發源于遠古時期的神話，至今，隨著我國天文望遠鏡建設的不斷進步，500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)、中國科學院上海天文臺65米天馬望遠鏡等陸續問世，對宇宙空間探索的意義不言而喻。
此次利用射電望遠鏡在“馬卡良231”發現氧氣，可以成為側面研究該星云內部恒星、黑洞等天體變化的一個工具，特別是研究星系中心超大質量黑洞對宿主星系的反饋，同時，也有助于進一步加深人類對宇宙物質組成的認識。
值得注意的是，盡管此次在銀河系外發現氧氣，但并不代表該星系存在生命體或適宜生命體生存的環境。在人們的以往認知中，總是把氧氣、水份與生命體相聯系起來，認為有了這些地球生命體生存的自然條件，可以推導出地外生物也需要這些物質。然而，生命體本身比較復雜，氧氣和水份等物質對于超出人類現有認知范圍內的生命體來說不一定是生存的必要條件。因此，我們需要用科學的眼光來客觀看待地外探索。不過，雖然這次的研究發現對地外生物的探索方面意義不大，但是隨著科學技術的不斷進步，望遠鏡觀測技術的日益精湛，未來我們終將會破解宇宙更多的秘密，并發現地外生物的足跡。
資料來源參考：科技日報、百度百科
