近日，在距地球5.6億(yi) 光年的“馬卡良231”（Markarian 231）星係內(nei) ，中外科學家聯手發現了氧氣。據悉，這是人類首次在銀河係外發現氧氣，也是迄今為(wei) 止在太陽係外探測到氧氣最多的一次。日前，此研究成果發表於(yu) 《天體(ti) 物理學》雜誌。

　　這一驚人的發現引發了大量關(guan) 注。“馬卡良231”星係是什麽(me) ？天文學家是如何在“馬卡良231”中發現氧氣的？此次發現是否代表著在銀河係外找到了適宜生命產(chan) 生的環境？

　　氧原子從(cong) 撕裂的水冰中逃脫

　　“馬卡良231”位於(yu) 大熊星座，距地球約5.6億(yi) 光年，是亞(ya) 美尼亞(ya) 布拉堪天文台於(yu) 1969年的紫外線輻射巡天項目中發現的星係。“馬卡良231”屬於(yu) 塞弗特（Syfert）星係，這是一類中心有明亮恒星狀天體(ti) 的旋渦星係。“馬卡良231”星係內(nei) ，氣體(ti) 圍繞一顆超大質量黑洞旋轉並變得很熱，發出明亮光芒。

　　2015年，天文學家推測“馬卡良231”的中央可能是一個(ge) 二元黑洞，兩(liang) 個(ge) 超大質量的黑洞以極快的速度相互旋轉。“馬卡良231”內(nei) 部包含了人類已知最近的類星體(ti) 。而且，由於(yu) 該星係內(nei) 核十分活躍，它內(nei) 部產(chan) 生的連續脈衝(chong) 驅動分子快速向外流動（類似於(yu) 分子雲(yun) 的水釋放氧氣的過程）。據悉，這是天文學家在“馬卡良231”星係尋找氧氣的重要原因。

　　氧在宇宙中的豐(feng) 度僅(jin) 次於(yu) 氫和氦。此前，天文學家曾認為(wei) 分子氧在恒星間的空間內(nei) 普遍存在，但一直未有證據表明銀河係外也有氧氣。天文學家解釋到，星際間缺乏氧氣是由於(yu) 氧原子和水分子凍結在塵埃顆粒上，致使氧氣被“鎖住”。

　　當然，這並不意味著我們(men) 沒有探測到氧氣的可能。天文學家表示，在孕育恒星的搖籃中，新生恒星的衝(chong) 擊可以讓塵埃中的水冰撕裂，進而釋放氧原子並最終形成氧分子。此前，天文學家在銀河係內(nei) 的獵戶座星雲(yun) 和蛇夫座星雲(yun) 都探測到過氧氣。

　　經過科學家計算，獵戶座星雲(yun) 和蛇夫座星雲(yun) 內(nei) 的氧氣數量遠低於(yu) 本次在大熊星座發現的氧氣。在獵戶座星雲(yun) 內(nei) ，氧氣的數量僅(jin) 為(wei) 氫氣數量的百萬(wan) 分之一。而在“馬卡良231”內(nei) ，氧氣比重是獵戶座星雲(yun) 內(nei) 氧氣比重的100倍。天文學家推測，“馬卡良231”內(nei) 經曆了比獵戶座星雲(yun) 更強大的氧氣形成過程。

　　射電望遠鏡捕捉微弱氧分子信號

　　那麽(me) 天文學家是如何探測到氧氣存在的信號呢？

　　上述研究論文第一作者、中國科學院上海天文台研究員王均智介紹，觀測銀河係內(nei) 外遙遠之處是否有氧氣，目前的手段是依靠射電望遠鏡探尋“氧氣留下的指紋”。天文學家解釋到，因為(wei) 氧氣在宇宙中會(hui) 發射出特定頻率光譜，地球上的射電望遠鏡可以捕捉到這些信號，由此辨認氧分子的存在。據媒體(ti) 報導，研究小組利用位於(yu) 西班牙和法國的射電望遠鏡，將目光投向“馬卡良231”。最終，他們(men) 捕捉到了2.52毫米波長的射線，這是氧氣存在的標誌。

　　為(wei) 進一步證明這的確是氧氣發出的射線，研究人員對比了許多能發出相似波長的分子。最後發現，除氧氣外，其他任何一種分子都未曾在附近空間出現過。“因此，我們(men) 基本可以說，這是人類首次在銀河係外發現氧氣。”王均智表示。

　　專(zhuan) 家稱，本次發現有賴於(yu) 射電望遠鏡技術的不斷進步。“氧氣發出的信號十分微弱，從(cong) 20世紀80年代開始，有許多研究團隊進行過嚐試，最終都空手而歸。近20年來，隨著天文探測等技術的進步以及新望遠鏡設備的建成，我們(men) 終於(yu) 可以探測到那些原本我們(men) ‘看不到’的微弱信號。同時，我們(men) 還通過詳細分析選擇了‘馬卡良231’星係，最終成功探測到氧氣。”王均智解釋道。

　　近年來，我國天文望遠鏡建設不斷進步，500米口徑球麵射電望遠鏡（FAST）、中國科學院上海天文台65米天馬望遠鏡以及國際平方公裏陣（SKA）項目為(wei) 搜尋宇宙中的複雜分子，特別是與(yu) 生命相關(guan) 的有機分子，發揮著重要的作用。

　　王均智表示，銀河係外星係中氧氣發出的信號，在具有一定紅移的前提下，由於(yu) 多普勒效應，可以穿透地球大氣，進而通過地麵大型望遠鏡設備進行探測。

　　最新研究合作者、FAST首席科學家李菂表示：“搜尋星際分子，特別是氧氣這種對於(yu) 天體(ti) 生命學和星際物質演化至關(guan) 重要的分子，是射電天文學的重要前沿。”

　　發現氧氣不代表發現生命跡象

　　在人們(men) 的想象中，外星生命與(yu) 人一樣，需要水和氧氣，宜人的氣候和溫度，以及穩定的地理環境等條件才能生存。因此，每當科學家發現宇宙中某處的環境條件與(yu) 人類生存的某項條件對應時，人們(men) 就會(hui) 猜測並期待這個(ge) 地方是否有外星生命存在。但結果往往事與(yu) 願違。

　　天文學家表示，在地球以外物質的光譜中發現有氧氣、水等條件存在的跡象，也不能就此斷言其所處的環境中一定存在著生命。看不到這些“標誌物”，也未必沒有存在生命的可能性。因為(wei) 生命本身很複雜，適宜生命存在的條件也沒有絕對標準。

　　專(zhuan) 家表示，發現氧氣並不代表發現適宜生命體(ti) 產(chan) 生的環境。在探測到氧氣的星際空間，由於(yu) 溫度、密度等非常低，也難以有生命體(ti) 存在。

　　美國華盛頓州立大學天體(ti) 生物學家舒爾茨·馬庫什指出：“在地球上，我們(men) 對不同生命體(ti) 生理功能的研究也隻是略懂皮毛，僅(jin) 目前已知的信息就令人驚奇不已了。可以想像，宇宙中其他星球上可能存在的生命體(ti) 一定會(hui) 更加令人震驚。隻有發現外星生物以及另一個(ge) 生物圈後，我們(men) 才能對這些遐想進行檢驗。”

　　那麽(me) ，此次在銀河係外發現氧氣有何意義(yi) 呢？

　　王均智稱，此次發現的價(jia) 值主要在天文學意義(yi) 上。在“馬卡良231”觀測到氧氣，可以成為(wei) 側(ce) 麵研究該星雲(yun) 內(nei) 部恒星、黑洞等天體(ti) 變化的一個(ge) 工具，特別是研究星係中心超大質量黑洞對宿主星係的反饋。氧氣是宇宙星際空間中物質演化十分重要的一種分子，這次在銀河係外發現氧氣，有助於(yu) 進一步加深對宇宙物質組成的認識，對於(yu) 星際介質中氧氣的形成和消耗等相關(guan) 理論提出了挑戰。

　　“此次研究是科學家首次在銀河係外發現氧氣，但氧氣在星際空間的含量為(wei) 何普遍遠低於(yu) 預期仍是未解之謎。”李菂坦言。

　　天文學家表示，大量探測表明，氧氣在銀河係內(nei) 的占比相對較低，我們(men) 還沒有完全弄清楚它的形成和消耗機製，需要天體(ti) 化學模型相關(guan) 研究的繼續跟進。對於(yu) 宇宙中氧的探測，能夠幫助天文學家加深對宇宙的理解，以此揭示宇宙中更多的奧秘。

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