ALMA首度在太空侦测到全氘化甲醇，年轻恒星周围有机化学比想象更复杂
位于智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（ALMA）结合全球天文及化学专家的专业知识，为理解有机分子如何在太空中形成开 启新的窗口。
有机分子是孕育行星、甚至可能孕育生命的原料。ALMA的大型观测计划“以ALMA光谱巡天研究原恒星中的复杂有机分子”（ComplexOrganicMoleculesinProtostarswithALMASpectralSurveys，COMPASS）公布的新成果显示，仍在形成中的年轻恒星周围，存在 一套精巧程度出乎意料的“有机化学入门套组”，其中的分子未来可能成为行星化学成分的一部分。这些发现让天文学家对最年轻原恒星周围的复杂化学反应有了全新的理解，也引出值得探究的问题：这些原料如何影响行星上的环境，以及生命在那里起源的可能性？
为探索这些问题，研究团队投入超过100小时的观测时间，以前所未有的细致程度，系统性地调查地球附近11颗年轻、类似太阳的恒星的化学组成。太空中的有机分子会在特定频率发出辐射，形成可用来辨识分子的“光谱指纹”；就像不同乐器有各自的声音特征，不同分子也有各自的一组特征频率。借由辨识这些讯号，研究团队能判定各种化学物质在年轻恒星周围的分布。这项计划让天文学家首次能够系统性地比较来自不同环境、处于不同演化阶段的原恒星，追查它们周围的分子组合如何随著诞生环境与成长阶段而改变，进而理解化学复杂性如何在恒星形成过程中发展。
这波观测成果中的多项亮点聚焦于甲醇。甲醇是最简单的醇类，在形成更大的有机分子时扮演核心角色。研究发现，甲醇分子产生 的天然电波讯号，在低质量原恒星周围比先前认为的更普遍，显示这类分子在小质量恒星演化早期就可能已广泛存在。此外，团队也首次在太空中侦测到完全“重化”的甲醇。这种罕见变体称为全氘化甲醇（CD₃OD），其中所有氢原子都被一种较重的氢同位素“氘”取 代。一般氢的原子核只有一个质子，氘的原子核则多了一个中子，因此质量较大。这次发现的CD₃OD位于年轻原恒星IRAS4A2周围。
这张合成影像呈现距离地球约一千光年的英仙座分子云。天文学家在其中至少一颗仍深埋于云中的极年轻恒星周围，观 测到甲醇的罕见变体“全氘化甲醇”。（Source：NARO）
这些发现仅是第一步。研究人员将持续分析完整的资料，涵盖所有观测目标中侦测到的有机分子种类，借此理清原恒星之间的化学 组成差异，究竟源于它们诞生时的环境，还是恒星形成过程中的演化作用。随著分析范围扩大，预期将揭示通往行星形成的过程中，化学演变的全新面向，并为更宏大的问题提供线索：银河系不同区域、恒星形成不同阶段的化学组成，如何随时间改变？
通过调查年轻恒星周围行星形成盘的早期化学特征，天文学家也能追踪有机分子与行星形成之间的关系。这类盘状结构由气体与尘 埃组成，是日后行星可能诞生的场所。借由这些探索，天文学家正逐步描绘复杂分子如何从星际云进入新生的行星系统，最终成为可能与我们的世界相似的星球的一部分。