詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (JWST) 捕捉了距地球 10,000 光年的行星狀星雲的前所未有的圖像。該記錄重點關注位於 Ara 星座的 Tc 1 星雲，並揭示了有關「巴基球」起源的詳細資訊。這些碳分子具有類似足球的中空形狀。這項發現有助於闡明這些化學成分是如何在瀕臨死亡的恆星周圍形成的。
觀察到的結構的複雜性超過了其他設備先前檢測到的結果。科學家甚至在氣體雲中發現了一個類似倒問號的結構。這一現象標誌著理解有機物質如何在整個宇宙中分佈的重大進展。研究人員表示，新照片顯示科學仍然只了解這個天體的表面。
碳球之謎和巴克敏斯特·富勒的遺產
巴基球的化學名稱為巴克明斯特富勒烯。這個名字是為了向建築師巴克敏斯特·富勒致敬，他因創造幾何形狀與這些分子相似的測地圓頂而聞名。它們於 1985 年在實驗室被發現，為研究人員贏得了 1996 年諾貝爾化學獎。然而，外太空如何產生這些由 60 個碳原子組成的完美球體的確切過程仍然是現代天文學中最大的謎團之一。
- 巴克明斯特富勒烯是一種具有 60 個原子的純碳形式。
- 該分子具有極強的抵抗力，可以在惡劣的環境中生存。
- 在太空中，它們會發出韋伯偵測到的特定紅外線特徵。
- 它們屬於多環芳烴 (PAH) 類別。
- 這些物質被認為是生命出現的基本物質。
Tc 1星雲自2010年起就已被NASA監測。當時，史匹哲望遠鏡證實這些分子確實存在於太空真空中。史匹策於 2020 年結束了其活動，將接力棒交給了詹姆斯·韋伯。憑藉更大的鏡子和更強大的紅外線感測器，新天文台可以看到以前人眼和舊儀器看不見的灰塵和氣體層。
紅外線技術揭示了行星狀星雲的熱細節
為了產生發布的影像，詹姆斯韋伯的中紅外線儀器 (MIRI) 使用了九種不同的濾光片。最終結果是一種將不可見波長轉化為可感知顏色的組合物。藍色陰影表示較熱的氣體，而紅色區域表示較冷的材料。這種熱差異使天文學家能夠精確地繪製出碳分子聚集在一起的位置。
由西方大學揚·卡米教授領導的團隊強調，這張圖像提出了有關恆星物理學的新問題。爆炸恆星內有序結構的存在表明碳化學比之前預期的更活躍。詹姆斯·韋伯繼續追蹤銀河系及其他地區不同區域有機成分的使命。
對天體生物學和空間觀測未來的重要性
檢測像巴基球這樣的複雜碳氫化合物對於天體生物學至關重要。這些分子是在適當條件下可以組成生物結構的基本成分。透過了解它們的出生地點以及它們如何在太空中旅行，科學家們能夠繪製出宇宙化學肥力的地圖。 Tc 1 星雲現在充當測試物質演化理論的天然實驗室。
下一步涉及分析在影像中發現的每個子結構的光譜。專家試圖了解灰塵中是否隱藏著其他類型的富勒烯甚至更重的分子。星雲所在的 Ara 星座仍將是下一輪 JWST 觀測的優先目標。