韦伯太空望远镜发现没被黑洞摧毁的有机分子

天文学家分析韦伯太空望远镜传回最新资料,发现意外惊喜。原本认为会被星系中心黑洞周边强烈的高能辐射催毁的有机分子,韦伯太空望远镜的中红外线相机下依然出现踪迹,这不仅推翻之前预测,更有机会改写星系核心黑洞与周边物质互动作用理论。

韦伯太空望远镜以中红外线拍摄的NGC 7469图片。

多环芳香烃(简称PAH或PAHs)是有环状结构的碳氢化合物,化学结构式超过100多种,自然界常出现于煤和焦油沉积物,不完全燃烧有机物也常看到,不少PAH都确认为致癌物。不过在天文学,星际间PAH分子会受年轻恒星辐射影响,多个红外线波段发出特定波长谱线,常被天文学家关注星系恒星形成活动,或活跃星系核(AGN)附近恒星形成速率等。

多环芳香烃结构范例。(Source:美国毒物局ATSDR)

不过天文学家对PAH分子如何被辐射影响的了解还是有限,先前研究预测活跃星系中心附近的PAH分子,会被黑洞强烈辐射破坏,但牛津大学天文学家Ismael García-Bernete与团队使用韦伯太空望远镜中红外线相机(MIRI)观察三个星系NGC 6552、NGC 7469和NGC 7319核心区,发现这些有机分子可在极其恶劣的条件下生存。即使这些PAH分子幸存,观测结果仍显示星系中心超大质量黑洞对分子性质也有重大影响。天文学家发现,以中性和大型PAH分子幸存比例较多,较脆弱的小型带电PAH分子似乎更容易摧毁。

韦伯太空望远镜以中红外线观测NGC 7469核心仅6角秒内精细结构。(Source:A&A)

这项发现使得天文学家需重新检讨用PAH分子估计恒星形成率的方法,但这并非坏消息。受益于韦伯太空望远镜的超高解析力,天文学家首次得以在星系核心区域观察PAH分子如何生存,以及在核心区域的具体特性。这些知识有助改进PAH描述星系恒星形成数量的模型,并进一步帮助我们了解星系如何随时间演化。详细成果发布于《天文学及天文物理学》(A&A)期刊。

(首图来源:Credit:ESA/Hubble & NASA, A. Evans, R. Chandar,CC BY 4.0, via Wikimedia Commons)