韋伯太空望遠鏡發現沒被黑洞摧毀的有機分子

天文學家分析韋伯太空望遠鏡傳回最新資料，發現意外驚喜。原本認為會被星系中心黑洞周遭強烈的高能輻射催毀的有機分子，韋伯太空望遠鏡的中紅外線相機下依然現蹤，這不僅推翻之前預測，更有機會改寫星系核心黑洞與周遭物質交互作用理論。

▲ 韋伯太空望遠鏡以中紅外線拍攝的NGC 7469影像。

多環芳香烴（簡稱PAH或PAHs）是有環狀結構的碳氫化合物，化學結構式超過100多種，自然界常出現於煤和焦油沉積物，不完全燃燒有機物也常看到，不少PAH都確認為致癌物。不過在天文學，星際間PAH分子會受年輕恆星輻射影響，多個紅外線波段發出特定波長譜線，常被天文學家追蹤星系恆星形成活動，或活躍星系核（AGN）附近恆星形成速率等。

▲ 多環芳香烴結構範例。（Source：美國毒物署ATSDR）

不過天文學家對PAH分子如何被輻射影響的了解還是有限，先前研究預測活躍星系中心附近的PAH分子，會被黑洞強烈輻射破壞，但牛津大學天文學家Ismael García-Bernete與團隊使用韋伯太空望遠鏡中紅外線相機（MIRI）觀察三個星系NGC 6552、NGC 7469和NGC 7319核心區，發現這些有機分子可在極其惡劣的條件下生存。即使這些PAH分子倖存，觀測結果仍顯示星系中心超大質量黑洞對分子性質也有重大影響。天文學家發現，以中性和大型PAH分子倖存比例較多，較脆弱的小型帶電PAH分子似乎更容易摧毀。

▲ 韋伯太空望遠鏡以中紅外線觀測NGC 7469核心僅6角秒內精細結構。（Source：A&A）

這項發現使得天文學家需重新檢討用PAH分子估計恆星形成率的方法，但這並非壞消息。受惠於韋伯太空望遠鏡的超高解析力，天文學家首次得以在星系核心區域觀察PAH分子如何生存，以及在核心區域的具體特性。這些知識有助改進PAH描述星系恆星形成數量的模型，並進一步幫助我們了解星系如何隨時間演化。詳細成果發表於《天文學及天文物理學》（A&A）期刊。