为什么要研究星际分子

天文学家通常把恒星之间空间的气体、尘埃、各种星际云以及星际磁场和宇宙线等，总称为星际物质。20世纪30年代时，科学家用光学望远镜意外地在星际气体云中发现了几种双原子分子。由于光学望远镜的观测能力非常有限，在以后的30年中，对星际分子的观测研究基本停滞。射电天文学的发展，终于向人们打开了星际分子的知识宝库。

1963年，美国科学家第一次用射电天文望远镜发现羟基（OH）分子。5年后，人们利用射电望远镜先后在人马座B2星云、猎户座A星云中，又发现了由4个原子组成的氨分子（NH₃）、水分子和结构较复杂的一种有机分子——甲醛（H₂CO）。这些新奇的发现，改变了天文学家过去的一些错误看法，譬如原先认为星际空间物质密度非常低，因此很难生成多于2个原子的分子；即使形成双原子分子，由于紫外线和宇宙线作用，很容易分解，其寿命很短，等等。从那时起，世界上许多国家的大型射电望远镜纷纷投入了寻找新的星际分子的工作，正如一位天文学家所说：“天文台讨论分子成了时髦的事情。”

星际分子的发现被列为20世纪60年代的四大天文发现之一，由此兴起的“分子天文学”受到了天文学家、物理学家、化学家和生物学家的广泛重视。迄今为止，人们已在银河系内发现了60多种星际分子。研究星际分子的物理和化学过程，会给人们带来许多在地球上无法得到的知识；对于研究太阳系起源和演化、恒星演化、银河系等天体的结构和演化以及宇宙学等，提供有力的证据。

在太阳系、银河系以及别的星系中，已发现了氧分子、水分子和一些有机分子。有机分子中都是含有碳原子的。如果宇宙中其他地方存在着生命，那么这些生命物质的化学成分应该是和地球上的生命相差不多的，即也是以碳为基础。在已发现的星际分子中还有氰化氢、甲醛和丙炔腈分子，这三种有机分子是合成氨基酸必不可少的原料。由此看来，在宇宙空间中，很可能存在着氨基酸。生命是蛋白质的存在方式，氨基酸是构成蛋白质和核酸的主要原料。

恒星在星际物质中形成和“回到”星际物质中去的过程，可以通过分析分子谱线来进行研究，其结果又可作为探索其他天文现象的依据。利用星际分子谱线的探测，不仅能了解各分子云的结构，而且还可以研究银河系和河外星系的大尺度运动、形态和质量分布特征等等。

星际空间处在超真空、超低温和超辐射等极端条件下，是研究原子和分子的物理现象难得的“实验室”。对星际分子的研究无疑将推动天文学、物理学、化学、生物学，以及空间技术等不断地向前发展。