氧是宇宙中僅次於氫和氦的第三常見元素，因此天文學家曾認為，氧分子在星際空間應該也很常見，然而事實是，沒人在銀河系外找到氧分子過，直到現在——一個國際團隊終於在距離地球最近的類星體「馬克仁 231」中，首度探測到銀河系外氧分子。
身為宇宙第三大豐富元素、還是地球生命依歸，氧分子是我們在探索太陽系外世界時一大重點，科學家相信其豐度應該很高，然而在近半個世紀的搜索工作中，科學家在毫米波段下一次又一次檢測、分析光譜以尋找特定分子的吸收或發射譜線，發現了一些含氧分子如：一氧化碳（CO）、羥基（OH）、水（H 2 O）等，就是找不到最簡單純粹的氧分子（O2）。
迄今為止，我們僅成功探測到 3 次氧分子，且均在銀河系內的恆星形成區，這些結果顯示，宇宙中氧氣豐度遠低於之前化學模型的預期，原因還是待解之謎。
直到現在，由中國科學院上海天文台領導的國際團隊，利用位於西班牙的 IRAM 30 米望遠鏡觀測距離我們最近的類星體「馬克仁 231（Markarian 231、UGC 8058）」，成功在 2.25 毫米處探測到氧氣分子的輻射。
論文第一作者、上海天文台研究員王均智指出，團隊接著進一步利用 IRAM NOEMA 毫米波干涉儀對 Mrk 231 進行成像，結果表明，氧氣的發射主要出現在距離星系中心約 32,600 光年遠的區域。
Mrk 231 類星體距離地球約 5.6 億光年遠，屬於第一型西佛星系，也已被證明是強大的活躍星系核，天文學家認為該星系中心很可能藏有雙黑洞，一個質量為太陽 1.5 億倍，另一個伴黑洞質量則為太陽 400 萬倍。
此外，研究團隊再仔細分析氧氣發射線，發現單位體積內氧氣分子的數量達到氫分子的萬分之一以上；作為對比，銀河系內獵戶座星雲的氧氣發射區域，單位體積內氧氣數量僅為氫分子的百萬分之一。
▲ 利用 IRAM 30 米望遠鏡在 Mrk 231 中探測到的氧氣 118.75GHz 發射線譜。（Source：中國科學院上海天文台）
為什麼 Mrk 231 有這麼多氧氣？一種可能解釋是 Mrk 231 經歷劇烈的製氧過程。NASA 噴射推進實驗室天文學家 Paul Goldsmith 解釋，這個星系是一個多產的恆星工廠，它產生新恆星的速度是銀河系 100 倍，每年噴出 700 倍太陽質量的氣體，這些來自銀河系中心的高速氣體可能會撞擊磁盤氣體，從塵埃顆粒中搖晃水冰從而形成分子氧。
反過來，氧氣又可能是分子氣體的重要冷卻劑，可以幫助星系保持活躍：氧分子發出的輻射有助於冷卻其他氣體，從而使後者瓦解形成更多新恆星。
此外，由於地球大氣會吸收氧氣，因此銀河系內的氧氣無法透過地面望遠鏡觀測，需利用太空望遠鏡；但位於銀河系外的氧氣卻有機會透過地面望遠鏡探測到，這為其他更大型的地面毫米波陣列望遠鏡如 ALMA、IRAM 30 米望遠鏡等帶來曙光。
新論文發表在《天文物理期刊》（Astrophysical Journal）。
Astronomers Have Detected Molecular Oxygen in Another Galaxy For The First Time
Molecular oxygen has been spotted beyond the Milky Way for the first time
For the First Time, Molecular Oxygen Was Spotted Outside the Milky Way
（首圖來源：pixabay）
