最早深入研究银河系自转的天文学家

天文学家首次在银河系外的马卡良231星系中发现了氧气。图为哈勃太空望远镜空拍摄的“马卡良231”图像。图片来源:美国科学新闻网站

据科技日报报道:氧气是维持生命的重要物质。氧在宇宙中的丰度仅次于氢和氦。天文学家曾经认为氧在恒星之间的空空间中无处不在，但到目前为止还没有人在银河系之外发现氧。现在，中美科学家携手首次在银河系外发现氧气。这种氧气位于类星体“马卡良231”中，距离地球5.6亿光年。这也是迄今为止科学家在太阳系外探测到的最大量的氧气。

最新研究合作者、五百米口径球面射电望远镜FAST首席科学家李毅告诉科技日报记者:“寻找星际分子，尤其是氧气，这对天体生物学和星际物质的演化至关重要，是射电天文学的重要前沿。最新的研究是科学家首次在银河系外发现氧气，但为什么星际空中的氧气含量普遍远低于预期仍是一个未解之谜。”

河外氧气第一次“出现”

这项研究发表在最新一期的《天体物理学》上。论文第一作者、中科院上海天文台研究员王军志告诉科技日报记者，他们在“马卡良231”星系中发现了氧气。“马卡良231”位于大熊星座，距离地球约5.6亿光年，是距离地球最近的类星体。在这个星系中，气体围绕超大质量黑洞旋转，变得非常热，发出明亮的光。

利用西班牙和法国的射电望远镜，研究小组看到了波长为2.52毫米的辐射，这是氧气存在的标志。王军志说，“这是人类首次在银河系之外发现氧气。”

根据王军志的说法，为了证明这些辐射源自氧气，他们研究了许多可以发出与探测到的波长相似的分子，发现除了氧气之外，其他分子都没有在Tai 空中出现过。

是目前为止检测到最多的氧气

据美国科学新闻网站2月18日报道，这也是迄今为止科学家在太阳系外探测到的最大量的氧气。此前，天文学家仅在猎户座星云和蛇夫座星云中观察到氧气，这两个星云是由银河系中的恒星形成的。

天文学家认为，星际氧气之所以稀少，是因为氧原子和水分子冻结在尘埃颗粒上，锁住了氧气。然而，在猎户座星云等恒星的摇篮中，来自明亮新生恒星的冲击波会将水冰从尘埃中剥离出来，并“营救”氧原子，氧原子相互相遇形成氧气。

但即使在猎户座星云中，氧气的含量也非常少，只有其中氢气含量的百万分之一。在“马卡良231”中，氢也占优势，但氧丰度是位于星系盘外围的猎户座星云的100倍。

该团队成员之一、美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室的天文学家保罗·戈德史密斯告诉《科学新闻》，一种可能的解释是“马卡良231”经历了比猎户座星云更强大的氧气形成过程。“马卡良231”是一个高产量的恒星工厂，它产生新恒星的速度是银河系的100倍。每年喷出的气体总质量是700个太阳质量。从星系中心高速旋转的气体可能会撞上星系盘中的气体，从尘埃粒子中剥离水冰，从而形成氧气。反过来，氧气使星系保持活跃:分子发出的辐射有助于气体冷却，使其中一些更容易坍缩，并在星系中产生更多的新恒星。

氧气含量比预期的要低很多，这仍然是一个未解之谜

李勇强调:“寻找星际分子，尤其是氧这种对天体生物学和星际物质演化至关重要的分子，是射电天文学的重要前沿。在近半个世纪对空之间的射电分子的寻找中，到目前为止，只有少数成功的探索是在银河系之内。”

李勇解释说，由于地球大气层会吸收氧气，所以在地面上不可能观测到银河系中的任何氧气。所以在银河系寻找氧气是用空望远镜进行的。本世纪初，终于有三台空望远镜在银河系的恒星形成区探测到了极其微弱的氧气信号。

王军志说，在一定红移的前提下，银河系外星系中氧气发出的信号由于多普勒效应可以穿透地球大气层，然后被大型地面望远镜设备探测到。

他进一步解释道:“但是由于这些氧气信号非常微弱，从20世纪80年代开始，有几个小组进行了尝试，最后都空用手回来了。近二十年来，随着天文探测等技术的进步和新型望远镜设备的完成，我们可以探测到比上个世纪弱十倍以上的信号。同时，通过分析，我们选择了‘马卡良231’星系，这可能导致氧丰度增加。结果成功探测到了氧气。”

王军志说:“这项研究利用对核区剧烈活动的氧的观测，为宿主星系的反馈研究打开了一个新的窗口。”李勇最后指出:“为什么星际空间中的氧含量空普遍远低于预期，这仍然是一个未解之谜，需要科学家们进一步探索。”