天文學領域迎來一項突破性發現：詹姆斯?韋布空間望遠鏡（JWST）首次在銀河系外探測到凍結態復雜有機分子（COMs），這項成果為理解宇宙中生命起源的化學基礎提供了關鍵線索。研究團隊利用JWST的中紅外儀器（MIRI），在距離地球約16.3萬光年的大麥哲倫云中，一顆名為ST6的大質量原恒星周圍塵埃冰層中，發現了多種復雜有機分子的存在。

復雜有機分子通常指由六個以上原子組成且含碳的化合物，它們是構成生命基礎物質的重要前體。此次在ST6周圍冰層中明確識別的分子包括乙醛、甲醇、乙醇、乙酸和甲酸甲酯。這些分子在地球上具有重要工業用途——甲酸甲酯和乙醛常用于工業生產，甲醇和乙醇屬于醇類化合物，而乙酸則是食醋的主要成分。但在星際環境中，它們扮演著更基礎的角色：作為構建氨基酸、RNA等"第二代"生物分子的化學骨架。

研究團隊還檢測到另外14種潛在復雜有機分子的吸收信號，但目前尚無法確定其具體成分。項目負責人瑪爾塔?塞維烏指出："我們剛剛開始探索這類環境中復雜有機化學的演化規律。"這項發現標志著JWST在恒星與行星形成環境的化學研究領域開辟了新方向。

恒星的形成始于低溫分子云的碎裂坍縮，形成高密度核心后逐漸凝聚。在初始階段，這些核心溫度極低（低于100開爾文），復雜有機分子主要以冰的形式附著在塵埃顆粒表面。隨著核心溫度升高，冰層升華將COMs釋放為氣態。雖然氣態COMs此前已在銀河系及大麥哲倫云的年輕恒星周圍多次被發現，但其低溫冰相形式卻因觀測難度極大而鮮有記錄。

塞維烏強調："JWST首次實現了對冰相COMs的探測。目前僅在銀河系4顆原恒星和大麥哲倫云1顆原恒星（即ST6）周圍確認了這類分子的存在。"在凍結狀態下檢測COMs，有助于評估原恒星周圍物質在恒星形成初期的化學演化程度。特別值得注意的是，這些分子出現在金屬豐度較低、紫外輻射較強的大麥哲倫云環境中，與銀河系條件存在顯著差異。

金屬豐度（氫氦以外重元素含量）的差異可能影響COMs的豐度，而更強的紫外輻射則可能改變化學反應速率。觀測數據顯示，除乙酸外，ST6周圍所有已測COMs相對于水冰的豐度均低于銀河系原恒星的測量值，這與低金屬豐度的預期一致。但乙酸冰的異常高豐度，很可能源于大麥哲倫云更強的紫外輻射通量。

在ST6光譜的14條未識別吸收線中，可能存在乙醇醛——這種分子是構成核糖（RNA重要組分）的化學前體。塞維烏解釋："我們發現某些未確認吸收特征可能與乙醇醛相關，但需要更多實驗室光譜數據驗證。"她強調，天體光譜必須與實驗室標準光譜比對，才能確定吸收線對應的分子種類。

隨著原恒星演化升溫，周圍塵埃顆粒的冰層將逐步升華，COMs進入氣相后會發生更豐富的化學反應。這些反應由原恒星及其環境的紫外輻射驅動，可能生成丙醇、丙醛甚至氨基酸等更大分子。雖然目前尚未在ST6中檢測到這些物質，但太陽系彗星和隕石中發現的氨基酸表明，它們可能由類似ST6周圍的COMs通過化學反應演化而來。

這項研究成果已于10月20日發表于《天體物理學雜志快報》。研究不僅深化了對恒星形成初期化學過程的理解，也為探索早期宇宙有機化學演化提供了重要線索，特別是關于生命基本構建單元在宇宙中最早可能形成的時間約束。