氧氣是一種物質(zhì)，氧氣分子是構(gòu)成氧氣且保持其化學(xué)性質(zhì)的基本微粒，而氧元素則是構(gòu)成氧氣分子的元素。
問題
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(qū)分混合物里是否含有氧分子？
答：如果你是指判斷物質(zhì)中是否含有氧分子：常見的物質(zhì)有：氧氣、空氣及其它含有O2的物質(zhì)。注意：像過氧化氫等，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(cè)，就要用到光譜分析。
宇宙太空存在
最近，一個(gè)國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用歐洲航天局的“赫歇爾”空間望遠(yuǎn)鏡，在太空的浩云煙中捕捉到了氧分子在亞毫米波段的特征譜線。美國航空航天局就此發(fā)表新聞公報(bào)說，這是天文學(xué)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(zhì)。太空氧分子的發(fā)現(xiàn)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(qǐng)教了國內(nèi)天文學(xué)家。
找到氧分子是否意味著有生命？
上海市天文學(xué)會(huì)名譽(yù)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(zhì)，就被認(rèn)為可能存在生命的前提條件。”不過，另一種意見認(rèn)為，氧分子未必與生命起源直接相關(guān)，因?yàn)榈厍蛏献钤嫉纳?a href="/hebeideji/7233262038603005952.html">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(jī)化合物分子，對(duì)“太空氧分子”的確認(rèn)還不能說明什么問題。
迄今為止，人類已經(jīng)知道，太空中存在超過140種的不同分子，其中許多是有機(jī)的。1969年在星際氣體中發(fā)現(xiàn)了第一種有機(jī)化合物——甲醛，之后又發(fā)現(xiàn)了乙醇、醋酸以及羥乙醛（最簡單的糖分子）。2003年，甘氨酸的發(fā)現(xiàn)引起了轟動(dòng)——盡管那只是最簡單的氨基酸，畢竟氨基酸是蛋白質(zhì)的基本構(gòu)成，不過這一結(jié)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(jì)70年代，人類就認(rèn)識(shí)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(xué)家們花了230年才最終贏得了“游戲”。這究竟是為什么呢？
宇宙中氫原子最多。按比例計(jì)算，宇宙中倘若有100個(gè)氫原子，那么氧原子就只有1.28個(gè)，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(shù)量眾多，但能形成分子卻受條件限制。在大質(zhì)量恒星中央，進(jìn)行著地球上無法想象的核聚變反應(yīng)——?dú)湓泳酆铣珊ぃび志酆铣商肌⒀酢詈笞兂设F原子。“恒星質(zhì)量越大，核聚變才能進(jìn)行得越深入。”他說，只有在大質(zhì)量恒星中，才可能通過核聚變產(chǎn)生氧原子。“所以，這次天文學(xué)家把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了距地球150光年的獵戶座大星云——那里是著名的年輕大質(zhì)量恒星的孕育之地。”
氧原子在大質(zhì)量恒星中產(chǎn)生后，一般以電子、原子核分離的等離子態(tài)存在，直到隨恒星爆發(fā)或恒星風(fēng)（恒星表面物質(zhì)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，可能變成水附著于寒冷的星際塵埃上。
根據(jù)美國航空航天局報(bào)道，“威廉·赫歇爾”探測(cè)到的這些氧原子應(yīng)當(dāng)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，水融化并釋放出氧原子，氧原子又結(jié)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(cè)到，難度相當(dāng)高。”趙君亮說，“直到‘赫歇爾’望遠(yuǎn)鏡升空，才讓天文學(xué)家達(dá)成了心愿。”
“赫歇爾”比“奧丁”強(qiáng)在哪里？
2009年升空的“赫歇爾”空間望遠(yuǎn)鏡是此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的大功臣。它對(duì)波長較長的光線極為敏感，即對(duì)在遠(yuǎn)紅外、亞毫米（波長小于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恒星、在宇宙中尋找水，發(fā)現(xiàn)氧氣也是其重要任務(wù)之一。
一位天文學(xué)家告訴記者，在亞毫米波段氧氣有三個(gè)特征光譜結(jié)構(gòu)，但很容易被大氣吸收，因此以前用地面望遠(yuǎn)鏡、高空氣球等方式探測(cè)，都無法獲得確定的理想結(jié)果。“威廉·赫歇爾”身處太空，避免了大氣的影響，而亞毫米波段的觀測(cè)又是其強(qiáng)項(xiàng)，這次“建功”也就在情理之中了。
2007年，瑞典“奧丁”空間望遠(yuǎn)鏡也聲稱發(fā)現(xiàn)了氧分子，為何無法完全確認(rèn)？原來，“奧丁”是一架口徑1.1米的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡，分辨率較低。而“赫歇爾”的口徑達(dá)到3.5米，分辨率比“奧丁”高出許多，可以精確定位氧分子所處空間，才終于解開了天文學(xué)家心頭的這個(gè)謎團(tuán)。
外天空發(fā)現(xiàn)
科學(xué)家在獵戶座恒星形成區(qū)附近發(fā)現(xiàn)氧分子
據(jù)美國航空航天局網(wǎng)站報(bào)道，《天體物理學(xué)雜志》本周發(fā)表的一份報(bào)告顯示，科學(xué)家已利用赫歇爾空間天文臺(tái)的大型天文望遠(yuǎn)鏡和最先進(jìn)的紅外探測(cè)器在獵戶座恒星形成區(qū)域發(fā)現(xiàn)氧分子，首次證明了太空中存在氧。
“我們?cè)?8世紀(jì)70年代認(rèn)識(shí)到了氧氣的存在，但是230多年后我們才得以證明簡單的氧分子存在于太空中，”美國航空航天局威廉·赫歇爾項(xiàng)目科學(xué)家保羅·哥德史密斯說。哥德史密斯同時(shí)也是《天體物理學(xué)雜志》發(fā)布的這份報(bào)告的主筆。
哥德史密斯和他的同事們認(rèn)為，氧原子會(huì)凝結(jié)在漂浮于太空的細(xì)微塵埃顆粒上，并轉(zhuǎn)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(huì)變成水蒸氣，使氧分子得以形成并被觀察到。這次在獵戶座恒星形成區(qū)域的氧分子就是這樣被赫歇爾天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的。
參考資料 >
太空新發(fā)現(xiàn)！科學(xué)家首次證明太空中存在氧分子.新浪網(wǎng).2014-03-21