天文学研究的新领域 分子天文学 [复制链接]

第6版()
专栏：国际科技动态

天文学研究的新领域
分子天文学
极目长空，日月经天，星移斗转，河汊纵横。人类自古以来就用眼睛观察天上的月亮、行星、太阳、恒星。通过长时期积累，知道了月亮绕着地球运动，是地球的卫星；地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星以及冥王星等都绕着太阳运动；太阳和九大行星组成了太阳系；在太阳系外还有很多和太阳类似的恒星。
后来人类发明了光学望远镜，靠着这种仪器，发现了很多新奇的现象：看到了月亮上的环形山与太阳表面的细节情况。在晴朗无月的夜晚，看到天上有一条白茫茫的银河。正是通过望远镜发现银河并不是河水，也不是白雾，而是千千万万颗星。由于这些恒星又多又密，而且距离我们十分遥远，所以人眼不能把它们一一分开，看起来就成了一条亮带。接着各国天文学者又发现在星与星之间空荡荡的地方有一些模糊发光或吸收更远星光的东西——星际物质。
随着光谱方法的出现，天文学进入崭新发展阶段。装在望远镜后的光谱仪能将天体的光线分散展成光谱。通过观测恒星光谱，知道了恒星的温度、密度、运动等物理情况。我们现在知道太阳的表面温度高达摄氏五千六百五十度。其他恒星有的比太阳温度低，也有两三千度，有的恒星温度高达上万度。
光谱方法还有一个重要的贡献，就是能测定恒星的化学成份。利用天体的光谱分析方法，在太阳上发现绝大部分是氢，其次是氦，还有七十来种化学元素。其它恒星的成份大体上和太阳相似。
因此，人类通过来自天体的光谱得到了许多高温状态下的恒星知识。
到了本世纪三十年代，人类接收到来自宇宙的射电辐射，后来又研制了新的观测工具——射电望远镜，用以观测来自宇宙的射电。射电和光在本质上都是电磁波，有着共同的性质。有趣的是，微波是射电波的一种，人们在利用雷达发射微波被飞机或军舰反射回来，发现人眼看不到的敌人目标时，揭示了大气中的水分子能吸收微波。看来微波与光波相似，也能用来研究天体的物理情况和化学成份。不过两者是从不同的角度来反映的。微波对研究低温状态和分子特别拿手，正如光波对于高温状态和原子特别拿手一样。
此外，科学家还利用红外线研究分子，通过研究来自天体的红外线，也可以探索恒星、星际物质的物理状态和化学组成。
因此，人类又开拓了一个研究天体的新领域——通过观测星际分子、研究总星系的演化，探索宇宙的发展历史。
通过最近几年的努力，各国天文学家在星际空间发现了越来越多的星际分子。这些分子的发现，由于本身的重要性，而引起了广泛的重视。
首先，星际分子是研究当代天文学一些重要课题，如天体的演化、银河系结构、原子核合成的重要工具。就拿太阳系的演化来说，各国学者大多数认为，太阳大约是五十亿年以前由一片叫做太阳原始星云变来的，现在的太阳还会进一步发展变化。在我们银河系中，天文学家就观测到有的星云正在演变成恒星，例如，发现在猎户座星云中正在形成新的恒星。与此同时，恒星的一生中又不断地向星际空间抛射物质。最剧烈的抛射，就是超新星爆发。公元一○五四年，即在我国宋代，就观测到金牛座一颗超新星，它爆发后成为今天的蟹状星云。目前，在蟹状星云中已发现了星际分子。因此通过对星际分子的观测研究，有助于进一步了解这种变化过程，从而使人类对于天体演化认识前进一大步。
而且现代科学还告诉我们：生命是由无机物演化来的。原子结合成简单分子，再由简单分子结合成复杂分子，最后结合成氨基酸、蛋白质，而生命就是蛋白质存在的形式。今年发现的最重的第四十七种星际分子，在某种意义上说已经超过了最简单的氨基酸，因此，深入探索星际分子也是研究生命起源的重要途径之一。
各国研究工作者发现了越来越复杂的星际分子的一些物质，在目前地球上的实验室内还不能直接进行试验（例如今年，发现的最重的第四十七种星际分子就是这种情况）。所以通过研究星际分子，可以大大丰富人类关于化学方面的知识，并进一步揭开天体演化的奥秘。
赵立生