在距地球十億光年遠(yuǎn)的野生星系中，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了分子氧。這是太陽(yáng)系以外第三次這樣的探測(cè)，也是銀河系之外的第一次。

氧氣是宇宙中第三大最豐富的元素，僅次于氫和氦。因此，它在星際云中的化學(xué)性質(zhì)和豐度對(duì)于理解分子氣體在星系中的作用非常重要。

天文學(xué)家使用毫米天文學(xué)一次又一次地尋找氧氣，這種天文學(xué)可以檢測(cè)分子發(fā)射的無(wú)線電波長(zhǎng)。和光譜學(xué)，它分析光譜以尋找特定分子吸收或發(fā)射的波長(zhǎng)。

但是這些搜索結(jié)果令人迷惑地是缺乏氧分子。這意味著“缺少在不同星際環(huán)境中的氧化學(xué)的全面描述，”中科院王俊志領(lǐng)導(dǎo)的一組天文學(xué)家在一篇新論文中寫(xiě)道。

獵戶(hù)座星云是一種被發(fā)現(xiàn)的分子氧;據(jù)推測(cè)，在太空中，氧氣與氫以水冰的形式結(jié)合在一起，并附著在塵埃顆粒上。

但是獵戶(hù)座星云是一個(gè)恒星苗圃，非常熾熱的年輕恒星發(fā)出的強(qiáng)烈輻射有可能使水冰激升并升華并使分子分裂，釋放出氧氣。

這使我們進(jìn)入了一個(gè)名為Markarian 231的星系。

Markarian 231特別。它距地球5.61億光年，由類(lèi)星體提供動(dòng)力。那是一個(gè)非常發(fā)光的銀河核，中央有一個(gè)活躍的超大質(zhì)量黑洞。它們是宇宙中最明亮的天體，而馬克卡里安231包含最接近地球的類(lèi)星體。

實(shí)際上，天文學(xué)家認(rèn)為Markarian 231的中心可能有兩個(gè)活躍的超大質(zhì)量黑洞，它們以極大的速度相互旋轉(zhuǎn)。

活躍的銀河核驅(qū)動(dòng)分子流出，產(chǎn)生持續(xù)不斷的沖擊，這種沖擊可能會(huì)從分子云中的水中釋放出氧氣。Markarian 231中的分子流出速度特別快，因此Wang和同事去尋找氧氣。

他們使用西班牙的IRAM 30米射電望遠(yuǎn)鏡在多個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)銀河進(jìn)行了四天的觀測(cè)。在這些數(shù)據(jù)中，他們發(fā)現(xiàn)了氧的光譜特征，與休克假說(shuō)相符。

研究人員在論文中寫(xiě)道：“使用IRAM 30米望遠(yuǎn)鏡和NOEMA對(duì)Markarian 231進(jìn)行了深入觀察，我們首次檢測(cè)到了[星系]外星系中的[分子氧]發(fā)射。”

“檢測(cè)到的O2排放位于離Markarian 231中心約10 kpc(32,615光年)的區(qū)域，這可能是由于活躍的銀河核驅(qū)動(dòng)的分子流出與外盤(pán)分子云之間的相互作用引起的。”

研究小組的測(cè)量結(jié)果表明，與氫相比，氧的豐度比在獵戶(hù)座星云中的高出約100倍，因此，銀河系可能經(jīng)歷了同一分子分裂過(guò)程的更強(qiáng)烈形式。

由于馬克里安星系是一個(gè)爆發(fā)性星系，正在經(jīng)歷激烈的恒星形成，因此這是可能的。星系中只有一個(gè)區(qū)域正在形成新恒星，每年的質(zhì)量超過(guò)100個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。相比之下，銀河系非常安靜，恒星形成率約為1至2個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。

另一方面，這些發(fā)現(xiàn)也可能意味著需要更多的觀察來(lái)確認(rèn)天文學(xué)家將其結(jié)果解釋為氧氣是正確的。

研究人員說(shuō)，如果結(jié)果保持不變，該現(xiàn)象可以用來(lái)了解銀河系中的分子氧以及活躍銀河系核的分子外流。

他們寫(xiě)道：“首次檢測(cè)到銀河外分子氧提供了一種理想的工具，可以在數(shù)十兆年的動(dòng)態(tài)時(shí)間尺度上研究活躍的銀河核驅(qū)動(dòng)的分子外流。”