韋伯太空望遠鏡探測到宇宙最遙遠的有機分子

研究人員在距離地球120億光年遠的星系中發現複雜的有機分子，這是目前已知存在這些分子最遙遠的星系。由於韋伯太空望遠鏡的能力，一項新研究為早期宇宙星系中發生複雜的化學相互作用提供關鍵的見解。

美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校（University of Illinois Urbana-Champaign）天文學及物理學教授華金·維埃拉（Joaquin Vieira）帶領的國際團隊，將銀河系中一些質量更大的塵埃顆粒和新觀察到的碳氫化合物分子所產生的紅外線訊號區分開來。

維埃拉教授提到，塵埃顆粒吸收並重新發射宇宙中大約一半的恆星輻射，使得來自遙遠天體的紅外光非常微弱，或者使得地面望遠鏡無法探測到。藉由重力透鏡效應，使得這項研究可以執行。維埃拉教授說：「從地球角度來看，當兩個星系幾乎完全對齊時，這種放大就會發生，來自背景星系的光被前景星系扭曲和放大成環狀，稱為愛因斯坦環。」

研究小組將韋伯太空望遠鏡的焦點集中在SPT0418-47上，這是一個使用美國國家科學基金會南極望遠鏡發現的天體，之前確定為一個被塵埃掩蓋的星系，透過重力透鏡放大了大約30到35倍，距離地球120億光年，對應於宇宙年齡不到15億年，約為目前年齡的10%。

來自J韋伯太空望遠鏡的光譜數據顯示，SPT0418-47中被遮蔽的星際氣體含豐富重元素，意謂已經歷過好幾代恆星的誕生和死亡。研究人員檢測到的這種特殊化合物是一種叫做多環芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons ，簡稱 PAH）的分子。在地球上，這些分子可以在內燃機引擎或森林火災產生的廢氣中找到。這些有機分子由碳鏈組成，認為是最早生命形式的基本組成部分。

研究人員表示，在如此遙遠的距離檢測這些複雜的有機分子，讓我們能夠觀察星系的原子和分子組成，為星系的形成、它們的生命週期以及如何演化提供非常重要的見解。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2023年6月5日出版的《自然》期刊 ；標題是：Large variations in aromatic molecule emission resolved in a dust-rich galaxy