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近年來，星際復(fù)雜有機(jī)分子得到了越來越多的探測和研究。星際復(fù)雜有機(jī)分子被定義為含碳的包含六個及六個以上原子的分子，這些復(fù)雜分子不僅是天文源物理?xiàng)l件的有效探針，也是甘氨酸等生命物質(zhì)的基本組成成分，與生命的起源密切相關(guān)。甲醇（CH3OH）即是一個最簡單的復(fù)雜有機(jī)分子之一，更加復(fù)雜的如二甲醚（CH3OCH3）等，都在恒星形成區(qū)中被廣泛探測到。

復(fù)雜有機(jī)分子的性質(zhì)和形成機(jī)制研究是天體化學(xué)研究的重要一環(huán)。天體化學(xué)模型能夠較好解釋復(fù)雜有機(jī)分子在熱分子云核中的形成，但近年來，研究人員通過射電望遠(yuǎn)鏡觀測發(fā)現(xiàn)，在冷云核中也存在著復(fù)雜有機(jī)分子。在低溫條件下，分子會被凍結(jié)在塵埃表面，這說明可能存在著某種機(jī)制，使冷云核中的復(fù)雜有機(jī)分子得到了增豐，現(xiàn)有的天體化學(xué)模型則難以解釋冷云核中復(fù)雜有機(jī)分子的形成。

為了解釋冷云核中復(fù)雜有機(jī)分子的豐度問題，之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算平臺研究中心計(jì)算天文團(tuán)隊(duì)博士后陳龍飛通過考慮塵埃的隨機(jī)加熱效應(yīng)（即越小尺寸的塵埃在吸收一個高能光子的能量后會升高到越高的溫度），來研究其對復(fù)雜有機(jī)分子合成的影響。

研究人員考慮了不同半徑的塵埃，并模擬了塵埃的溫度以及冷云核約十萬年的化學(xué)演化歷史。研究發(fā)現(xiàn)，在隨機(jī)加熱效應(yīng)的作用下半徑為4.7納米的塵埃對復(fù)雜有機(jī)分子的合成起到的貢獻(xiàn)作用最大。與五個冷云核中的實(shí)際觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，研究人員新提出的模型可以成功地解釋復(fù)雜有機(jī)分子的豐度。

該研究成果已被英國《皇家天文學(xué)會月報(bào)》接收，文章鏈接見：https://doi.org/10.1093/mnras/stac2566

該項(xiàng)研究成果的第一單位為之江實(shí)驗(yàn)室，并得到了來自國家天文臺、山東理工大學(xué)和紫金山天文臺的研究人員的支持。

目前，在之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算天文首席科學(xué)家、國家天文臺FAST首席科學(xué)家李菂的帶領(lǐng)下，以天體化學(xué)專家全冬暉研究員為核心的專業(yè)團(tuán)隊(duì)正依托之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算“數(shù)字反應(yīng)堆”，在分子譜線搜索、分子量化計(jì)算與建模、觀測數(shù)據(jù)解釋與預(yù)測等方面進(jìn)行全方位的探索。

“隨著國際國內(nèi)射電望遠(yuǎn)鏡（陣）的投入使用（如ALMA，F(xiàn)AST），以及平方公里射電陣（SKA）的開工建設(shè)，預(yù)計(jì)未來將會探測到更多新的分子。分子在不同宇宙物理?xiàng)l件下的演化將會得到更加深入而廣泛的研究，這些前沿研究將會幫助我們進(jìn)一步認(rèn)識宇宙生命起源問題?！崩钋吔榻B道。

更深入的探測伴隨的是海量的數(shù)據(jù)與密集的計(jì)算，這給天文數(shù)據(jù)的處理和分析帶來了挑戰(zhàn)。基于智能計(jì)算“數(shù)字反應(yīng)堆”，之江實(shí)驗(yàn)室已建成FAST@LAB智能計(jì)算天文平臺，實(shí)現(xiàn)了“中國天眼”FAST數(shù)據(jù)的隔天傳輸，大大加速科學(xué)成果發(fā)現(xiàn)過程。未來，之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算天文團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深度挖掘FAST觀測數(shù)據(jù)，規(guī)?；綔yFRB/PSR等天體輻射現(xiàn)象，引領(lǐng)國際宇宙“時間前沿”瞬變天體物理研究。利用FAST@LAB計(jì)算平臺，搭建分子量化計(jì)算處理管線，為星際分子譜線分析、分子化學(xué)演化研究提供支撐作用，揭示宇宙的“進(jìn)化前沿”。結(jié)合天文、物理、化學(xué)與智能計(jì)算，探索研究宇宙星-質(zhì)循環(huán)，揭示其中物理與化學(xué)原理，增進(jìn)對宇宙復(fù)雜度與多樣性的理解，以期解答地球生命起源、地外文明及宜居行星等問題。

圖1. 在冷云核L1689B中探測到的6種分子的豐度與模型預(yù)測的分子豐度之間的對比。圖例中M3、M4、ref為三種模型的結(jié)果，后面的數(shù)字為模型最佳擬合時間，單位為年，其中a(b)=a×10b。背景圖為L1689B所在的蛇夫座分子云復(fù)合體的光學(xué)圖像