如何揭示宇宙演化和生命的線索，它的第一類分子又是什麼？

宇宙，這個具有層次結構的天體系統，一直處於不斷膨脹和運動變化的過程之中。人們經常將宇宙大爆炸和暗物質、暗能量等聯繫在一起。然而，在這個浩瀚的宇宙空間里，除了多樣性的物質和不同的星系群以外，還有很多其他有意思的部分。比如，在宇宙中被捕獲到的第一類分子是什麼、發生宇宙碰撞事件之後，星團的神秘形態是何樣？以及科學家們如何揭示宇宙演化和尋找生命的線索！

宇宙的第一類分子氫化氦

我們都知道一些基本的事實，如今的宇宙中充滿了像星系這樣大而複雜的結構，但宇宙也有自己的生命周期和演變過程。由於早期的宇宙特別熱，導致了這樣的環境中能存在的原子種類屈指可數，並且其中的主要成分都是氫和氦。而宇宙的冷卻，正是從原子結合後形成第一個分子之時開始，並且，科學家們推斷出氫化氦正是這第一個原始分子。由於「氦」這種氣體本身就具有惰性，因此不太可能與任何其他種類的原子結合，因此氫化氦本身也是一種挑剔的分子。

而科學家們認為，在大爆炸後約10萬年的時期，年輕的宇宙有了氫和氦的第一次結合，從而製造出了一種被稱作氫化氦的分子，並推斷出氫化氦也存在於現代宇宙中的某些部分，但一直沒有在太空中得到驗證。終於在數十年之後，通過世界上最大的機載天文台SOFIA的探測，科學家們在行星狀星雲中發現了宇宙的第一類分子。它的發現不僅證實了太空中氫化氦的存在，也同樣印證了我們對早期宇宙化學基本理解的關鍵部分，以及宇宙如何在數十億年的時間裡演變成如今這般複雜。然而這一切，都歸功於距離天鵝座300公里遠的星雲NGC 7027，科學家們就是在這裡發現了太陽恆星的殘餘物，它是氫（藍色）和氦（紅色）的組合。

宇宙碰撞如何揭示星團形態

在我們的銀河系中，星團早期的形成階段在歷史上一直被隱藏起來，儘管這一特殊創造事件的遺留物早期的伴星早已分散，但今天，星系的誕生仍在我們的銀河系內外延續。這是一個活躍的研究領域，這些SOFIA的觀測結果已幫助科學家們邁出了重要的一步，並且，這些現有的數據為碰撞模型提供了重要證據。在紅外線中，這些寒冷、塵土飛揚的雲層閃耀著光芒，而SOFIA就觀察到它們，並揭示那些長期存在的秘密。研究人員的下一步關鍵動作，就是通過SOFIA來觀察大量形成星團的分子雲，這有助於理解常見的雲碰撞如何觸發星系中恆星的誕生，以及確定雲碰撞的過程是該區域獨有的、還是更廣泛的，甚至它就是形成星團的通用機制。

眾所周知，產生新化學元素的核反應可以起到驅動恆星的作用，而地球上得萬千生命之所以能夠存在，也是因為數十億年前一顆恆星發生了爆炸，包括我們得太陽系，迄今為止我們都還無法確認這些恆星是如何形成的。並且，在傳統模型中，重力是星團和恆星形成的唯一可能因素，但實際上，磁場和湍流其實也在其中起著重要作用。科學家們對恆星能夠形成的分子雲進行了研究，包括其周圍電離碳的分布和運動。發現其中似乎有兩種不同的分子氣體成分，並且它們相互碰撞得速度至少達到了20000英里/小時。而這些分子和電離氣體的分布和速度，都和雲碰撞的模擬數據一樣，這也說明了星團是雲在碰撞時產生的衝擊波氣體被壓縮後所形成的。簡而言之，科學家們通過GREAT發現，正是巨大分子雲之間的碰撞，導致了星團的形成。

捕獲恆星形成的宇宙光秀

當比太陽還要大很多倍的巨大恆星誕生時，會在超新星爆炸之前散發出炙熱又明亮的光芒，並釋放出大量能量，以至於可以影響到星系的演化。然而，這樣的恆星在所有恆星的數量中佔比還不到1%，所以，目前科學家對它們知之甚少。於是，研究人員開始將注意力放到了距離我們大約17000光年遠的巨大天體雲W51上。這是一個罕見得巨大恆星誕生的地方，並且藏匿在雲層的最深處，科學家們通過SOFIA的機載望遠鏡和敏感的紅外攝像機所拍攝到的宇宙光秀，不僅包含了許多之前不曾看到過的部分，而且，這對於了解恆星及其「父母雲」的物理特性和相對年齡都至關重要。

W51在「斯隆數字巡天」的星空圖像（白色）上發光，而其中最古老、進化程度最大的大質量恆星，則顯示在黃色泡沫的中間，位於圖像的左上角。而最年輕的一代，則靠近中間左側最亮的球，通常位於該圖中心附近的區域。如此巨大的恆星，能散發出的能量無疑是巨大的，因此，在我們銀河系的演化過程中，它們在能夠起到如此關鍵作用。通過研究數據表明，可能有一個特別大（相當於100太陽的質量） 的恆星形成於這裡，如果通過未來的觀測，確認了它不是聚集在一起的多個恆星兄弟，那麼，它將稱為我們銀河系中質量最大的恆星之一，該調查結果，也將揭示年輕的大質量恆星，是如何照亮銀河系的其他部分。

宇宙演化和尋找生命的線索

在恆星形成的過程中，雖然科學家們直懷疑磁場也起著重要的作用，但至於磁場具體如何產生影響，卻一直沒有很好的理解。我們都知道，在宇宙中的大部分光，都會以紅外光的形式發射到地球表面。科學家們需要讓每個儀器都對紅外光保持不同特性的敏感，以便於能夠深入了解星系中的物質流動情況，在這些影響氣體和塵埃坍縮產生新恆星的地區，它們又是呈現出怎樣的動態。當它經過大部分大氣層的時候，科學家們可以研究宇宙雲層內部正在發生的事，以分析天體磁場方式研究化學宇宙。在獵戶座大星雲的磁場中，智利超大望遠鏡拍攝的紅外圖像上顯示的流線，表明了新的恆星正在調節形成。

在重力作用下，恆星形成的雲團發生了坍縮的情況，從而調節新恆星的形成。科學家們正是通過探測儀器對沿著磁場排列的塵埃粒子的敏感性，才得以推斷出了其方向和強度。如果其他區域天體雲的引力坍縮，磁場會抑制星系的形成，那麼新星的數量就可能低於當前模型預測的數量。這也更好的揭示了，現在的銀河系中有多少恆星、以及未來又將形成多少恆星。與此同時，在螺旋星系M51的地圖中，包含了它的小伴星系，說明了其伴星並沒有因其鄰居而形成新的恆星。在不同天體環境中的，科學家們通過了解這些恆星誕生方式，相當於變相了解了恆星從早期宇宙演變到現在的關鍵部分。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！