宇宙冰之謎：科學家發現深空中的神秘冰體

科學家在深空中發現了兩個令人費解的冰體，這些冰體與已知的星際冰形成截然不同。它們不僅缺乏周圍的塵埃，還釋放出異常的能量訊號，並且含有高濃度的氧化矽。這些冰體的孤立特性暗示了一個先前未知的環境，可能是生命關鍵分子形成的場所。

有機分子是生命的基本組成部分，科學家認為它們在太空中形成。然而，這些分子究竟從何而來，又是如何到達行星的，這仍然是天文學和行星科學中的一個重大問題。星際空間中的冰被認為是解開這個謎題的關鍵。在銀河系中寒冷、密集且受保護的區域，原子和分子會附著在微小的塵埃顆粒上，形成星際冰，這個過程類似於地球雲層中雪花的形成。

為了深入研究這一現象，日本新潟大學和東京大學的天文學家利用位於智利的阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列（ALMA）觀測了兩個神秘的星際物體。這些物體最初於2021年由日本的紅外線衛星AKARI發現，已知含有富含水和有機分子的星際冰。然而，它們的確切性質一直不明。與大多數星際冰通常出現在密集的恆星形成區域不同，這兩個物體存在於任何已知的恆星形成區域之外，這使得它們格外引人注目。

研究團隊使用ALMA以約0.9毫米的波長觀測了這些物體。紅外線觀測對於研究冰等固體材料非常有用，但ALMA的無線電觀測則能更好地揭示周圍氣體的運動和組成。如果這些物體正在形成恆星，ALMA的高解析度成像應該能檢測到與恆星形成相關的分子發射。同樣，如果這些物體附近存在先前未知的分子雲，它應該會以氣體發射的延伸區域出現，特別是在一氧化碳中。

然而，觀測結果與這些預期截然不同。在這兩個冰體的位置，僅檢測到了一氧化碳和氧化矽的分子發射線，且分佈非常緊湊，不到一角秒。研究團隊利用ALMA資料分析了與這些物體相關的分子氣體的距離、運動、大小和化學組成。

例如，根據視線速度的分析，這兩個物體距離地球約3萬至4萬光年。此外，它們速度的顯著差異表明這些物體在運動上是獨立的，儘管它們在天球上僅相隔約3角分，並且具有相似的顏色、亮度和星際冰特徵。

通常，含有冰的星際物體會嵌入大量塵埃中，使它們在遠紅外線到次毫米波波長範圍內發出明亮的光。然而，這項研究中的ALMA觀測並未檢測到這兩個冰體的次毫米波輻射，顯示出與已知星際冰體不同的異常能量分佈。

此外，ALMA觀測還發現，這兩個物體中氧化矽與一氧化碳的比例顯著高於正常分子雲中的比例。如此豐富的氧化矽通常只出現在星際塵埃被強烈衝擊波破壞的區域，這表明這兩個物體與一個強烈擾動氣體的能量源有關。

ALMA揭示的這些神秘冰體的獨特性質無法用任何已知的星際冰相關物體來解釋，例如新形成的恆星、具有原行星盤的年輕恆星、表現出強烈質量損失的演化恆星，或位於密集分子雲後方的明亮恆星。

日本新潟大學的天文學家、該論文的主要作者Takashi Shimonishi表示，這些冰體可能代表了一種新的星際物體，提供了一個有利於冰和有機分子形成的環境。他期望未來能利用ALMA望遠鏡對相關氣體進行高解析度觀測，並結合詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對冰和塵埃進行更詳細的研究，以揭示這些神秘冰體的本質。

這項研究結果已於2025年2月25日發表在《天體物理學期刊》上。

參考文獻：Takashi Shimonishi, Takashi Onaka 和 Itsuki Sakon 的《ALMA對特殊嵌入冰體的觀測》，2025年2月25日，《天體物理學期刊》。DOI: 10.3847/1538-4357/ada4ad