利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），科学家分析了遥远的天体——称为跨海王星天体（TNOs）——并发现了不同程度的甲醇痕迹。这些发现帮助他们更好地分类不同的TNO，并理解可能与我们太阳系的形成和生命起源相关的复杂化学反应。
中佛罗里达大学（UCF）的科学家及其合作者发现了关于远距离冰冻天体的形成的新见解，提供了对我们太阳系形成和发展的更深入理解。
利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST），科学家分析了遥远的天体——称为跨海王星天体（TNOs）——并发现了不同程度的甲醇痕迹。这些发现帮助他们更好地分类不同的TNO，并理解可能与我们太阳系的形成和生命起源相关的复杂化学反应。
这些发现最近在美国天文学会的《天文期刊快报》中发表，揭示了两组具有表面冰甲醇存在的TNO：一个是表面甲醇含量减少，而在表面下具有大量储备；另一个——离太阳最远——则整体甲醇存在较弱。研究表明，数十亿年来的宇宙辐射可能在第一组的甲醇分布变化中起了作用，同时对第二组的微弱信号提出了新问题。
回溯时间与空间
TNO对于理解我们太阳系的起源至关重要，因为它们是原行星盘的绝佳保存的残余物——或围绕年轻恒星（如太阳）周围的气体和尘埃盘——可以为科学家提供对过去的全面洞察。
UCF物理系研究教授诺埃米·皮尼亚拉-阿隆索（Noemí Pinilla-Alonso）现工作于西班牙的奥维耶多大学，作为UCF主导的“发现跨海王星天体表面成分”（DiSCo）项目的共同负责人，该项目还包括UCF佛罗里达空间研究所（FSI）副教授安娜·卡罗琳娜·德·索萨-费利西亚诺（Ana Carolina de Souza-Feliciano）。
皮尼亚拉-阿隆索表示，这项研究有助于拼凑太阳系化学史，并对系外行星获得洞察，其中甲醇和甲烷在塑造大气和暗示潜在宜居世界的条件方面发挥着关键作用。
“甲醇，一种简单的醇，已在彗星和遥远的TNO上被发现，这暗示它可能是从我们太阳系早期遗传下来的原始成分——甚至可能来自星际空间，”皮尼亚拉-阿隆索说。“但甲醇不仅仅是过去的遗留物。当暴露于辐射时，它会转化为新化合物，充当化学时间胶囊，揭示这些冰冻世界在数十亿年中是如何演变的。”
甲醇冰是可能导致有机分子的关键前体，比如糖类，而在TNO中的发现为更多的研究铺平了道路，她说。
这些光谱差异表明，并非所有TNO都是由相同的分子成分形成的，皮尼亚拉-阿隆索表示。相反，它们的成分反映了它们的起源——它们在哪里以及如何形成——以及它们随时间的变化。
“让我感到最兴奋的是意识到这些差异与甲醇的行为有关——一个长期以来在地面观测的TNO中难以捉摸的关键成分，”她说。“我们的发现表明，甲醇在TNO的表面因辐射而被破坏，但在地下仍然更为丰富，得以保护于这种暴露。”
皮尼亚拉-阿隆索与UCF FSI研究人员并肩工作，包括德·索萨-费利西亚诺，她将实验室数据与模型结合起来，更好地解释甲醇的行为。
德·索萨-费利西亚诺帮助更好地可视化发现，通过重现科学家看到的一些光谱特征，从而为研究中的数据提供数学支持。
“最大的惊喜之一来自于甲醇的行为，”德·索萨-费利西亚诺说。“从实验室数据来看，它在短波长上的特征与长波长的基本特征有所不同。”
德·索萨-费利西亚诺曾参与之前的DiSCo研究项目，使用JWST对双星体和其他遥远的TNO进行了表征。
“主要的DiSCo论文讨论了三组TNO的主要特征，”她说。“这篇论文详细探讨了其中一个，被称为悬崖组，这是反射率在约3.3微米后没有增加的光谱组的昵称。”
这些悬崖组TNO不仅是我们太阳系的时间胶囊，这个组还容纳了自形成以来大部分保持稳定的冷古典TNO，德·索萨-费利西亚诺表示。
“这个组对外太阳系理解的一个原因是它包含所有的冷古典TNO，”她说。“冷古典TNO是唯一一个可能从太阳系形成以来一直保持在其形成位置的动态组。”
