速报：人类首次探测到银河系外的复杂有机分子二甲醚和甲酸甲酯

在 1 月 8-12 日第 231 届美国天文学会（AAS）会议上，Sewilo 等人公布了一个新闻：他们在大麦哲伦云中首次探测到了二甲醚 \ce{CH3OCH3} 和甲酸甲酯 \ce{HCOOCH3} 。

对复杂有机分子（大于等于 6 个原子的有机分子，Herbst & van Dishoeck 2009）的探测一直是天体化学的重点。由于以前射电望远镜角分辨率和灵敏度的限制，我们只能探测到银河系内的复杂有机分子。它们通常出现在「热核心（hot core）」中，即大质量恒星诞生前，被原恒星加热的稠密的分子云中。小质量恒星也有对应的缩小版。而且，虽然大质量恒星周围的云气更多，因此也更容易被探测到，但是小质量恒星周围的分子，和大质量恒星周围观测到的分子同样复杂。

在此之前，人们已经在银河系外，离我们最近的星系：大麦哲伦云（LMC）中探测到了甲醇 \ce{CH3OH} 。甲醇有 6 个原子，是最小的「复杂有机分子」。这个不奇怪，因为甲醇在星际空间普遍存在。不过除了甲醇，就没找到更复杂的分子。

2016 年，Nishimura 等人（Nishimura et al. 2016）在中探测到了数个「热核心」，却未能探测到复杂有机分子。这次，Sewilo 等人使用更高分辨率和灵敏度的 ALMA，跟进观测了 LMC 中的一个「热核心」，终于如愿以偿，探测到了二甲醚 \ce{CH3OCH3} 和甲酸甲酯 \ce{HCOOCH3} 。ALMA 全称阿塔卡玛大型毫米波阵列，是目前地球上在毫米波波段，空间角分辨率最高的射电望远镜干涉阵列。

从他们探测的结果来看，二甲醚和甲酸甲酯的温度和丰度，都和我们银河系内部的「热核心」观测到的并无二致。温度大约在 100-200 K，丰度大约在 10^{16}\text{ cm}^{-2} 。他们用的观测和数据分析方式，也是非常标准化的流程。

所以，就是抢了个头彩啦。在大麦云中发现复杂有机分子，我觉得一点也不奇怪。我们相信，相似的化学过程，应该会在很多恒星系统形成时发生，无论它们是在银河系内，还是银河系外。

不过，值得一提的是，大麦云和银河系相比，分子云气相中的 C，N，O 等元素丰度更低，紫外线辐射也更强。这些条件显然会影响化学反应过程和最终产物的丰度。因此，收集更多的观测数据，也许可以帮助我们建立更好的天体化学模型。

Herbst, E. & van Dishoeck. E.F. 2009, ARA&A, 47, 427

Nishimura, Y., Shimonishi, T., Watanabe, Y., et al. 2016, ApJ, 818, 161

Sewilo, M., Indebetouw, R., Charnley, S. B., et al. 2018, AAS #231, id 136.11