天文學家在距離地球430光年的金牛座分子云中，發現了迄今為止在深空中發現的最大的基于碳的分子之一。這一發現之所以重要，是因為它為解決天體化學中的一個長期謎題提供了更多線索：生命的基石——碳，究竟來自何方？

這種名為芘的分子由四個融合的碳平面環組成，因此被歸類為多環芳烴（PAH）——可見宇宙中最豐富的復雜分子之一。多環芳烴最早于20世紀60年代在被稱為碳質球粒隕石的隕石中被發現，這些隕石是我們太陽系形成時原始星云的殘余。

麻省理工學院化學系助理教授布雷特·麥克奎爾在一份聲明中說：“恒星和行星形成中的一個大問題是，早期分子云中的化學庫存有多少被繼承并形成了太陽系的基本組成部分？”

人們認為多環芳烴構成了太空中發現的碳的大約20%，并且它們存在于恒星生命周期的不同階段，從它們的形成到它們的死亡。它們的穩定性和對紫外線（UV）輻射的韌性使它們有可能在惡劣的深空條件下生存下來。

研究人員表示，他們在金牛座云中尋找芘和其他多環芳烴，是因為在近地小行星龍宮的樣本中發現了高濃度的芘。在太陽系的發源地發現這些分子，為天文學家提供了他們長期尋找的直接聯系。

芘作為一種多環芳烴，其在宇宙中的存在為生命起源的研究提供了線索。有了如此復雜的有機分子，我們有理由相信在宇宙的某個地方出現了氨基酸，至少地球上有了這樣的物質，不排除其他恒星也有。

芘分子以碳環結構為骨架，是宇宙從無機到有機環境演變的關鍵證據，一旦形成我們熟知的氨基酸，那么就等于出現了生命。氨基酸可形成蛋白質，這才是我們期待已久的生命物質。雖然目前氨基酸分子在星際空間中還沒有探測到，但科學家認為形成氨基酸只是時間問題。

麥克奎爾說：“我們觀察的是起點和終點，它們顯示出了相同的東西。這是非常有力的證據，表明這些來自早期分子云的物質找到了進入構成我們太陽系的冰、塵埃和巖石體的途徑。”

這一發現是利用射電天文學完成的，射電天文學是天文學的一個主要分支，它觀察恒星、行星、星系和塵埃云等天體在射電頻譜中的表現。通過研究這些源產生的射電波，天文學家可以了解特定目標的組成、結構和運動。

與用于識別太空中分子的其他儀器相比，射電望遠鏡能夠觀察單個分子而不是一般分子群。它們通過檢測分子在特定頻率下發射或吸收的獨特的“指紋”來實現這一點，每個分子都有一組獨特的旋轉和振動能量水平。當分子在這些水平之間轉換時，就會產生特征性射電波。

不列顛哥倫比亞大學化學系助理教授伊爾薩·庫克說：“這是自我們2021年首次發現多環芳烴以來，在太空中識別出的第七種個體多環芳烴。多環芳烴與生命的基石具有類似的化學結構。通過更多地了解這些分子的形成和在太空中的傳輸方式，我們可以更多地了解我們自己的太陽系，以及其中的生命。”

天文學家估計芘占云中發現的碳的約0.1%。“這是一個絕對巨大的豐度。一個幾乎難以置信的碳匯。它是星際間穩定的島嶼，”麥克奎爾說。

對團隊來說，更有趣的是，除了在太陽系的起源地發現芘之外，云的溫度被測量為僅為10開爾文（-263攝氏度）。在地球上，多環芳烴是在高溫過程中形成的，主要是通過化石燃料的燃燒。因此，在如此寒冷的環境中發現它們是令人驚訝的。庫克說：“未來的工作旨在探索多環芳烴是否能在極度寒冷的地方形成，或者它們是否來自宇宙中的其他地方，可能通過一顆老恒星的死亡陣痛。”

這一發現不僅為理解太陽系的起源提供了新的視角，也為未來的研究指明了方向。科學家們將繼續利用先進的射電望遠鏡和其他觀測手段，深入探索這些復雜分子的形成機制和在宇宙中的分布情況。這些研究不僅有助于解開天體化學的謎團，還可能為尋找地外生命提供重要線索。

通過對金牛座分子云的進一步研究，科學家們希望能夠揭示更多關于宇宙中碳基分子的秘密，并進一步理解這些分子在恒星和行星形成過程中的角色。未來的研究將繼續探索這些分子的起源、演化和在宇宙中的傳播途徑，為我們揭示更多關于宇宙和生命起源的奧秘。