韋伯太空望遠鏡發現沒被黑洞催毀的有機分子

天文學家分析了來自韋伯太空望遠鏡的最新資料，發現令人意外的驚喜。原本認為會被星系中心黑洞周遭強烈的高能輻射所催毀的有機分子，在韋伯太空望遠鏡的中紅外線相機下卻依然發現蹤跡。這不僅推翻了之前的研究預測，更有機會改寫星系核心黑洞與周遭物質交互作用的學術理論。

多環芳香烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，簡稱PAH或PAHs）是一類具有環狀結構的碳氫化合物，其化學結構式超過100多種，自然界中常出現在煤和焦油的沉積物裡，不完全燃燒的有機物中也常出現，不少多環芳香烴都已被確認為致癌物。不過在天文學中，星際間的多環芳香烴分子會受年輕恆星輻射的影響，在多個紅外線波段發出特定波長的譜線，因此也常被天文學家用來追蹤星系中的恆星形成活動，或是活躍星系核（Active Galactic Nucleus ，簡稱 AGN）附近的恆星形成速率等等。

不過天文學家對於多環芳香烴分子如何受輻射影響的了解還是有限，先前的研究預測在活躍星系中心附近的多環芳香烴分子，會被黑洞發出的強烈輻射破壞，但牛律大學天文學家團隊使用韋伯太空望遠鏡的中紅外線相機觀察三個星系NGC 6552、NGC 7469和NGC 7319的核心區域，卻發現這些有機分子實際上可以在極其惡劣的條件下生存。不過即使這些多環芳香烴分子倖存下來，觀測結果仍顯示星系中心的超大質量黑洞對分子的性質也有重大影響。天文學家發現，以中性和大型多環芳香烴分子倖存的比例較多，而比較脆弱的小型帶電多環芳香烴分子則似乎更容易摧毀。

這項發現使到天文學家需要重新檢討運用多環芳香烴分子估計恆星形成率的方法，但這並非是壞消息。受惠於韋伯太空望遠鏡帶來的超高解析力，天文學家首次得以在星系核心區域觀察多環芳香烴分子是如何生存，以及它們在核心區域的具體特性。這些知識將有助於改進多環芳香烴作為描述星系中恆星形成數量的模型，並進一步幫助我們了解星系是如何隨時間演化的。

【圖：互聯網；文：節錄/譯自科學網頁】研究全文刊登在2022年9月30日出版的《天文學及天文物理學報》；標題是：A high angular resolution view of the PAH emission in Seyfert galaxies using JWST/MRS data