氧分子

空氣與氧氣有含氧分子嗎？

答：有，氧氣是由氧分子組成的，而空氣中有氧氣，固然空氣中有氧分子。

怎樣區分混合物里是否含有氧分子？

答：如果你是指判斷物質中是否含有氧分子：常見的物質有：氧氣、空氣及其它含有O2的物質。注意：像H2O2等，只能說有氧原子，或說有氧元素，不能說有氧氣分子。若要用分析手段來檢測，就要用到光譜分析。

最近，一個國際科學家團隊利用歐洲航天局的“赫歇爾”空間望遠鏡，在太空的浩淼雲煙中捕捉到了氧分子在亞毫米波段的特徵譜線。美國航天局就此發表新聞公報說，這是天文學家首次“可以確定地”宣布太空氧分子的存在。

正如地球人一刻也離不開氧氣，人類一直在太空中搜尋著水和氧氣這兩種賴以生存的物質。太空氧分子的發現是否意味著地球之外真的有外星生命存在？氧作為宇宙中的第三大元素，為何它在太空中的身影如此難覓呢？記者就此請教了國內天文學家。

找到氧分子是否意味著有生命？

上海市天文學會名譽理事長趙君亮說：“人類一直在宇宙中尋找氧氣和水，如果哪顆行星上有這兩樣物質，就被認為可能存在生命的前提條件。”不過，另一種意見認為，氧分子未必與生命起源直接相關，因為地球上最原始的生命視氧氣為“毒氣”，較高等的生命才需要氧氣。

然而，氧分子畢竟只是一種無機分子，對“太空氧分子”的確認還不能說明什麼問題。

迄今為止，人類已經知道，太空中存在超過140種的不同分子，其中許多是有機的。1969年在星際氣體中發現了第一種有機分子——甲醛，之後又發現了乙醇、醋酸以及乙醇醛（最簡單的糖分子）。2003年，甘氨酸的發現引起了轟動——儘管那只是最簡單的氨基酸，畢竟氨基酸是蛋白質的基本構成，不過這一結果仍有爭論。與此相比，氧分子的魅力顯然難以匹敵。

氧分子為何總愛“躲貓貓”？

早在18世紀70年代，人類就認識了地球上的氧分子，但在太空中，氧分子總愛玩“躲貓貓”，天文學家們花了230年才最終贏得了“遊戲”。這究竟是為什麼呢？

宇宙中氫原子最多。按比例計算，宇宙中倘若有100個氫原子，那麼氧原子就只有1.28個，但這已在宇宙元素中排名第三了（第二位是氦，約為氫元素的39%）。

趙君亮介紹，即便氧原子數量眾多，但能形成分子卻受條件限制。在大質量恆星中央，進行著地球上無法想象的核聚變反應——氫原子聚合成氦，氦又聚合成碳、氧……最後變成鐵原子。“恆星質量越大，核聚變才能進行得越深入。”他說，只有在大質量恆星中，才可能通過核聚變產生氧原子。“所以，這次天文學家把望遠鏡對準了距地球150光年的獵戶座大星雲——那裡是著名的年輕大質量恆星的孕育之地。”

氧原子在大質量恆星中產生后，一般以電子、原子核分離的等離子態存在，直到隨恆星爆發或恆星風（恆星表面物質以每秒超過500公里的速度被拋向宇宙）離開星體后，才逐步降溫成為原子，可能變成水附著於寒冷的星際塵埃上。

根據美國宇航局報道，“赫歇爾”探測到的這些氧原子應當來自星際塵埃。它們被鎖在附著在塵埃表面的水冰中，在星光的加熱下，水融化並釋放出氧原子，氧原子又結合成氧分子。

“這些分子譜線，只能在紅外甚至更長波段才能探測到，難度相當高。”趙君亮說，“直到‘赫歇爾’望遠鏡升空，才讓天文學家達成了心愿。”

“赫歇爾”比“奧丁”強在哪裡？

2009年升空的“赫歇爾”空間望遠鏡是此項發現的大功臣。它對波長較長的光線極為敏感，即對在遠紅外、亞毫米（波長小於1毫米）的光線具有極佳的“視力”。它升空的使命，就是探索宇宙中的低溫空間和物體——包裹在寒冷氣體與塵埃中的嬰兒恆星、在宇宙中尋找水，發現氧氣也是其重要任務之一。

一位天文學家告訴記者，在亞毫米波段氧氣有三個特徵光譜結構，但很容易被大氣吸收，因此以前用地面望遠鏡、高空氣球等方式探測，都無法獲得確定的理想結果。“赫歇爾”身處太空，避免了大氣的影響，而亞毫米波段的觀測又是其強項，這次“建功”也就在情理之中了。

2007年，瑞典“奧丁”空間望遠鏡也聲稱發現了氧分子，為何無法完全確認？原來，“奧丁”是一架口徑1.1米的亞毫米波望遠鏡，解析度較低。而“赫歇爾”的口徑達到3.5米，解析度比“奧丁”高出許多，可以精確定位氧分子所處空間，才終於解開了天文學家心頭的這個謎團。

科學家在獵戶座恆星形成區附近發現氧分子

據美國航空航天局網站報道，《天體物理學雜誌》本周發表的一份報告顯示，科學家已利用赫歇爾空間天文台的大型天文望遠鏡和最先進的紅外探測器在獵戶座恆星形成區域發現氧分子，首次證明了太空中存在氧。

“我們在18世紀70年代認識到了氧氣的存在，但是230多年後我們才得以證明簡單的氧分子存在於太空中，”美國航空航天局赫歇爾項目科學家保羅·哥德史密斯說。哥德史密斯同時也是《天體物理學雜誌》發布的這份報告的主筆。

哥德史密斯和他的同事們認為，氧原子會凝結在漂浮於太空的細微塵埃顆粒上，並轉化為水冰，很難被觀察到。但是在宇宙中一些較溫暖的地方，水冰就會變成水蒸氣，使氧分子得以形成並被觀察到。這次在獵戶座恆星形成區域的氧分子就是這樣被赫歇爾天文望遠鏡發現的。