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星际分子

  星际分子指存在于星际空间的无机分子和有机分子。

研究历史

星际分子的检测

  
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从1963年应用射电天文方法检测星际分子获得成功以来,星际分子的研究有了很大的进展。特别是最近十年,又在星际空间和邻近的河外星系中,陆续找到了许多种分子,到1979年底已经证认出的星际分子超过50种。每种分子往往有几个以至上百个源,这些分子源分布在星际空间中物理条件不同的各个区域,如银心、电离氢区和中性氢区、星周物质、暗星云、超新星遗迹和红外星的附近等。有些分子(如一氧化碳)分布很广,可用来研究银河系和其他星系的旋臂结构;但也有一些分子目前只在非常致密的星云中才能找到。位于电离氢区的著名的猎户座A星云是研究得最详细的分子源之一,从中发现多种分子。在银心方向的人马座A和人马座B2两星云是更丰富的分子源,从中几乎能找到所有已发现的星际分子。

星际分子的种类

  已发现的星际分子中,大部分是有机分子。还有一些是地球上没有的天然样品,甚至在实验室中也很难稳定存在的分子。天文观测还发现了不少星际分子的同位素分子。这是一种了解同位素丰度比的重要方法。多数分子不止看到一条谱线。有些星际分子的微波谱线在地球条件下也不易出现,这和天文光谱学的情形是相似的。十多年来星际分子的观测工作已得到丰富的数据。观际分子的主要工具是射电望远镜,绝大多数星际分子是靠分米至毫米波段的星际分子射电谱线发现的。也有少数分子只观测到它们的可见光和紫外、红外波段的谱线。空间天文学的发展突破了大气窗口的限制,我们能够观测到由于强烈的大气吸收而在地面无法观测到的红外、紫外等波段的谱线。星际分子的研究对于天体演化学(如巨大的星云坍缩成为恒星或星团的过程和正在“死亡”的星向星际空间抛射物质的过程)、银河系结构、宇宙化学等学科都有重要意义。微波波段的分子谱线尤其适宜于研究致密的、温度很低的、不透明的星际云。通过谱线观测可以了解星云在其各个发展阶段中的许多物理、化学特性,诸如星云的成分、形状、密度、温度、速度、运动状况和同位素丰度比等。

星际分子的形成

  
太空中的星际分子
关于星际分子的形成过程及其化学演化目前还不十分清楚,有由电离的原子(分子)碰撞形成和靠气体云中的尘粒帮助形成等说法。弄清这许多分子特别是有机分子的形成过程,以及它们同地球上生命起源的关系,是天文学的一个新的分支——星际化学的重要课题。
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