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星际分子

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  存在于星际空间的无机分子和有机分子。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。而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。
  已发现的星际分子中,大部分是有机分子。其中最重的是由11个原子组成的HC9N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(如HC9N,N2H+,HCO+和C2)。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。

  观测星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,使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。
  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。
  参考书目
 M.A.Gordon,L.E.Snyder eds,Molecules in the Galactic Environment, John Wiley and Sons, New York,1973.
 C.H.Townes,Intersteller molecules, Observatory, Vol.97, pp.52~73,1977.
 F.J.Lovas,L.E.Snyder and D.R.Johnson, Ap.J.Supplement, Vol.41,p.451,1979.

 

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