原標題：氧氣現身河外星系，外星生命離我們還有多遠

近日，在距地球5.6億光年的“馬卡良231”（Markarian 231）星系內，中外科學家聯手發現了氧氣。據悉，這是人類首次在銀河系外發現氧氣，也是迄今為止在太陽系外探測到氧氣最多的一次。日前，此研究成果發表于《天體物理學》雜志。

這一驚人的發現引發了大量關注。“馬卡良231”星系是什么？天文學家是如何在“馬卡良231”中發現氧氣的？此次發現是否代表著在銀河系外找到了適宜生命產生的環境？

氧原子從撕裂的水冰中逃脫

“馬卡良231”位于大熊星座，距地球約5.6億光年，是亞美尼亞布拉堪天文臺于1969年的紫外線輻射巡天項目中發現的星系。“馬卡良231”屬于塞弗特（Syfert）星系，這是一類中心有明亮恒星狀天體的旋渦星系。“馬卡良231”星系內，氣體圍繞一顆超大質量黑洞旋轉并變得很熱，發出明亮光芒。

哈勃太空望遠鏡拍攝的“馬卡良231”圖像。圖片來源：美國《科學新聞》網站

2015年，天文學家推測“馬卡良231”的中央可能是一個二元黑洞，兩個超大質量的黑洞以極快的速度相互旋轉。“馬卡良231”內部包含了人類已知最近的類星體。而且，由于該星系內核十分活躍，它內部產生的連續脈沖驅動分子快速向外流動（類似于分子云的水釋放氧氣的過程）。據悉，這是天文學家在“馬卡良231”星系尋找氧氣的重要原因。

氧在宇宙中的豐度僅次于氫和氦。此前，天文學家曾認為分子氧在恒星間的空間內普遍存在，但一直未有證據表明銀河系外也有氧氣。天文學家解釋到，星際間缺乏氧氣是由于氧原子和水分子凍結在塵埃顆粒上，致使氧氣被“鎖住”。

當然，這并不意味著我們沒有探測到氧氣的可能。天文學家表示，在孕育恒星的搖籃中，新生恒星的沖擊可以讓塵埃中的水冰撕裂，進而釋放氧原子并最終形成氧分子。此前，天文學家在銀河系內的獵戶座星云和蛇夫座星云都探測到過氧氣。

經過科學家計算，獵戶座星云和蛇夫座星云內的氧氣數量遠低于本次在大熊星座發現的氧氣。在獵戶座星云內，氧氣的數量僅為氫氣數量的百萬分之一。而在“馬卡良231”內，氧氣比重是獵戶座星云內氧氣比重的100倍。天文學家推測，“馬卡良231”內經歷了比獵戶座星云更強大的氧氣形成過程。

射電望遠鏡捕捉微弱氧分子信號

那么天文學家是如何探測到氧氣存在的信號呢？

上述研究論文第一作者、中國科學院上海天文臺研究員王均智介紹，觀測銀河系內外遙遠之處是否有氧氣，目前的手段是依靠射電望遠鏡探尋“氧氣留下的指紋”。天文學家解釋到，因為氧氣在宇宙中會發射出特定頻率光譜，地球上的射電望遠鏡可以捕捉到這些信號，由此辨認氧分子的存在。據媒體報導，研究小組利用位于西班牙和法國的射電望遠鏡，將目光投向“馬卡良231”。最終，他們捕捉到了2.52毫米波長的射線，這是氧氣存在的標志。

為進一步證明這的確是氧氣發出的射線，研究人員對比了許多能發出相似波長的分子。最后發現，除氧氣外，其他任何一種分子都未曾在附近空間出現過。“因此，我們基本可以說，這是人類首次在銀河系外發現氧氣。”王均智表示。

專家稱，本次發現有賴于射電望遠鏡技術的不斷進步。“氧氣發出的信號十分微弱，從20世紀80年代開始，有許多研究團隊進行過嘗試，最終都空手而歸。近20年來，隨著天文探測等技術的進步以及新望遠鏡設備的建成，我們終于可以探測到那些原本我們‘看不到’的微弱信號。同時，我們還通過詳細分析選擇了‘馬卡良231’星系，最終成功探測到氧氣。”王均智解釋道。

近年來，我國天文望遠鏡建設不斷進步，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）、中國科學院上海天文臺65米天馬望遠鏡以及國際平方公里陣（SKA）項目為搜尋宇宙中的復雜分子，特別是與生命相關的有機分子，發揮著重要的作用。

王均智表示，銀河系外星系中氧氣發出的信號，在具有一定紅移的前提下，由于多普勒效應，可以穿透地球大氣，進而通過地面大型望遠鏡設備進行探測。

最新研究合作者、FAST首席科學家李