被稱為多環芳烴《PAHs》的微小灰塵分子是宇宙中最廣泛的有機分子之一,也是重要的天文工具。
例如,它們被認為是前生物化合物的基本組成部分,可能在生命的起源中發揮了關鍵作用。
多環芳烴分子在被恒星照射時在紅外區域產生極其明亮的發射帶,使天文學家不僅能夠追蹤恒星的形成活動,而且還能將其作為當地物理條件的敏感氣壓計。
這項新的分析由牛津大學物理系的Ismael Garcia-Bernete博士領導,利用JWST的尖端儀器,首次對三個發光活躍星系的核區的多環芳烴特性進行描述。
這項研究是基於詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的MIRI的光譜數據,MIRI專門測量5-28微米波長范圍內的光。
研究人員隨後將觀察結果與這些分子的理論預測進行了比較。
令人驚訝的是,結果推翻了以前的研究,這些研究預測多環芳烴分子會在一個活躍星系中心的黑洞附近被摧毀。
相反,分析顯示,多環芳烴分子實際上可以在這一區域生存,即使在非常有能量的光子可能將它們撕碎的地方。
一個潛在的原因可能是,這些分子受到核區大量分子氣體的保護。
Ismael Garcia-Bernete博士說:”JWST MIRI為我們提供了一個觀察星系的絕佳機會,這在以前是不可能的。
我們很興奮地發現,這些有機分子實際上可以在極其惡劣的條件下生存。
然而,即使在多環芳烴分子存活的地方,研究結果顯示,位於星系中心的超大質量黑洞對它們的特性有重大影響。
特別是,較大和中性分子的比例變得更大,表明更脆弱的小型和帶電的PAH分子可能已經被破壞。
這給使用這些多環芳烴分子來探測一個活躍星系制造新星的速度帶來了嚴重的限制。
Garcia-Bernete博士說:”這項研究對更廣泛的天文學界,特別是那些專註於最遙遠和最微弱的星系中的行星和恒星的形成的天文學界具有極大的興趣。
想到我們能在星系的核區觀察到多環芳烴分子,真是不可思議,下一步是分析具有不同性質的更大的活動星系樣本。
這將使我們能夠更好地了解PAH分子如何生存以及它們在核區的具體特性。
這些知識是使用PAHs作為描述星系中恒星形成數量的準確工具的關鍵,因此也是星系如何隨時間演變的關鍵。
多環芳烴模型是由Dimitra Rigopoulou教授的研究小組與牛津大學的物理化學小組聯合開發的。
這項工作是由牛津大學的Fell基金資助的。