原子就像樂高積木,組合大量小積木能構成更複雜的東西──從分子到酶,再到 DNA。最近,韋伯望遠鏡首次從原行星盤內發現此過程關鍵角色:甲烯鎓離子,它在創造生命所需的複雜碳化學過程發揮重要作用。
自 1970 年代以來,科學家就預測「甲烯鎓離子」(Methenium、methyl cation,化學式 CH3+)的潛在重要性,碳化合物是地球所有生命形式基礎,沒有碳,生命與一些重要環境過程就不可能存在,科學家因此不斷在宇宙尋找各種形式的含碳分子離子,它們可以與大量元素、分子發生反應形成更複雜結構,甲烯鎓離子就是其中之一,被稱為「星際有機化學基石」。
但直到 2022 年韋伯太空望遠鏡正式投入運行,之前的望遠鏡都無法在宇宙探測到這種分子。
現在,韋伯太空望遠鏡首次從獵戶座星雲內的恆星原行星盤 d203-506 檢測到甲烯鎓離子。
原行星盤為圍繞在新年輕恆星外圍的濃密氣體,也是發展行星系統的早期階段。以前數據表明,年輕恆星的高能紫外線(UV)輻射對許多大型、複雜碳基分子而言猶如死刑,輻射強烈能量會將它們分解,但新研究指出紫外線輻射實際上可能是形成甲烯鎓離子關鍵,它提供足夠能量啟動有機化學,在不斷發展的星系中播下生命種子。
該發現也表明紫外線輻射可以改變原行星盤的化學成分。
這不是韋伯望遠鏡第一次在太空探測到非凡分子,前陣子,韋伯望遠鏡探測到迄今已知最古老、最遙遠的複雜有機分子,距離地球 123 億光年;也探測過已知宇宙中最冷的冰分子、近地彗星存在冰凍水的證據,這些有助於解釋地球早期如何獲得水。
新論文發表在《自然》(Nature)期刊。