什麼是星系際分子？它對觀測宇宙有什麼用處？

什麼是星際分子？

長期以來天文學家一直以為，在蒼茫宇宙太空，除了恆星、恆星集團、行星、星雲之類的天體物質外，再也沒有什麼別的物質了。直到20世紀初，人們還把星際太空看作一片真空，後來終於發現，在星際太空充滿了各種微小的星際塵埃、稀薄的星際氣體、各種宇宙射線以及粒子流。

人類最早用光學方法發現了星際存在物質。1937年，有人在恆星光譜上發現

了某些分子的吸收線，因為恆星上的高溫會破壞分子，所以從遙遠星球上射來的光線，在傳播過程中會被某種星際物質所吸收。在觀測中還發現星光通過星際太空有變紅的現象，這說明星際有塵埃存在。到了40年代，科學家已經在恆星光譜中確認出了由星際太空中的

甲川分子

甲川分子、

氰基分子

氰基分子和

甲川離子

甲川離子分子產生的光譜線。在50年代，隨著射電天文學的發展，本來有可能發現更多種類的星際分子，但當時的科學家們普遍認為，在星際太空的物理條件下，即使能形成複雜的分子，也會立即被恆星發出的強烈紫外輻射所摧毀。60年代，天文學界發生了一件轟動世界的大事，那就是終於發現了星際分子。

1968年，美國的一個物理學家小組採用大型射電望遠鏡，在銀河系中心區發現了氨的分子。後來，人們又發現了水蒸氣分子。

它們的數量很多，在塵埃雲的後面形成了體積巨大的分子雲。不久，天文學家又發現了一種比較複雜的有機分子——甲醛。在地球上，甲醛常被用來保存動物的標本和屍體。它的分布十分廣泛，不僅在銀河系中心區域有，在獵戶座大星雲和其他區域都有。

此後，人們利用射電望遠鏡又陸續探測到更多的星際分子，其中有無機分

子，也有有機分子，如羥基、一氧化碳、氰化氫、甲醇、乙醛、丙炔脂、甲胺等等。

到80年代為止，共發現有80多種星際分子。在這裡最值得一提的是，1965年，有人在獵戶座大星雲中發現羥基分子的一條譜線特別明亮，譜線寬度又非常窄，而且在短時間內強度變化很大。如果說這是由於熱輻射造成的，那麼輻射源的溫度應為1013K；而從譜線寬度上看，熱源的溫度只有幾十K。

這是為什麼呢？後來人們從雷射器的產生中得到了啟發，意識到這可能是一種微波激發射，即「脈塞」現象。在星際太空中，存在著天然的微波量子放大器，它能把氣體分子激發到同一個高能級，然後這些處於高能級的分子又一起回到低能級，同時放出大量光子，釋放的能量非常大。然而，究竟是什麼力量造成大量的分子「反轉」，即一起激發到高能級呢？其原因現在還沒有弄清楚。

觀察和研究星際分子，在天文學上有極其重要的意義。我們知道，構成生命的基礎是蛋白質，而蛋白質的主要部分就是氨基酸分子。它是一種有機分子。儘管人們還沒有在宇宙中直接觀測到氨基酸分子，但是科學家們在地面實驗室裡模擬太空的自然條件，已經用氫、水、氧、甲烷以及甲醛等有機物合成了幾種氨基酸。既然

合成氨基酸的原料在星際分子雲中大量存在，那麼宇宙太空中也就一定存在著氨基酸分子。有了氨基酸分子，只要環境適當，就有可能轉化為蛋白質，進一步發展為有機生命。

科學家們在探測中發現，由於星際雲中塵埃起著保護作用，星際分子才能擺脫高溫恆星發出的紫外線的強烈轟擊而存在下來。它們彼此進一步發生各種化學反應，就逐漸形成了由幾個甚至十幾個原子構成的更複雜的分子。然而，使科學家感到困惑的是，有些星際分子竟是地球環境中找不到的，甚至在實驗室裡也無法得到。這些地球上不存在的星際分子，在太空中究竟起什麼作用呢？它們有哪些物理、化學特性呢？這些問題還是一個謎

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