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宇宙空间中的富勒烯

2018-01-16 15:16:33  2984

近百年来,天文学家不断探寻宇宙光的成因,有实验室证明:漂浮在恒星之间的富勒烯,是宇宙光的成因

1919年,玛丽·利亚·海格(Mary Lea Heger加州大学汉密尔顿分校利克天文台的研究生发现,某些恒星散发出的特定波长的光会变得暗淡,这似乎与恒星本身无关。天文学家他们把这种现象归因于星际气体中的分子能够吸收光的波长,并把具有这种特征的区域称为弥散星际带(DIB)。目前,天文学家已经在银河系及其周边发现了大约400DIBs

人们试图用粉尘颗粒,碳链,甚至浮游细菌解释DIBs,但没有一个是证据确凿的。如今一项关于富勒烯60个碳原子组成的空心足球形分子,又称巴基球吸收光的实验室分析证明,富勒烯能够吸收这些光,并且能与1994年观察到的DIBs相匹配。这是DIBs首次得到合理解释。

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James Hedberg/(CC BY-NC-SA 3.0)

富勒烯分子

这项发现于715日在“自然”杂志上发表,为确定漂浮在星际空间的其他分子打开了大门。在我看来,这是今年的科学论文,”英国化学家哈里·克罗托(Harry Kroto)说哈里·克罗托与同事罗伯特·柯尔(Robert Curl)和理查德·斯莫利(Richard Smalley因发现富勒烯共同获得了1996诺贝尔化学奖

瑞士巴塞尔大学(University of Basel)的化学家、最新报告的作者约翰·麦尔(John Maier)表示,自从偶然1985年模拟气体流出老年富碳恒星时了富勒烯的存在,科学家们一直希望在太空中找到富勒烯的身影。

直到2010年,美国宇航局(NASA)的Spitzer红外太空望远镜才首次在一颗白矮星的残骸中发现了巴基球。但早在1993年,Maier的研究团队就已经测量了包裹在惰性冰冻固体内的巴基球吸收的光波长,同时,天文物理学家也很快找到与之相匹配的DIB模式

然而,如果不知道气态的巴基球在太空中是如何表现的,没有人能断言它就是是形成DIBs的原因。

Maier的研究小组通过在中性氦气的缓冲液中测量巴基球在接近绝对零度和极高真空的条件下的光吸收情况(所述真空通过使用电场将离子俘获来实现),来证明巴基球是形成DIBs的原因 Maier说:“创造类似星际空间的环境在技术上是非常具有挑战性的,历经20年的实验开发。

伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的天文学家本·麦考尔(Ben McCall)说:“假设这一发现真的成立,无疑是一个巨大的胜利。”他也表示,需要更多确切的关于DIBs的天文测量来证明Maier实验室工作成果

Maier说,它是现在极具吸引力的”,其他DIBs可能巴基球相关的分子形成的巴基球可与金属和其他元素结合。但他补充,实验室对此的验证将是极为费时费力的。他说:“我可能需要下辈子才能完成这个任务但也许世界上的一些年轻人能够在未来完成它

Kroto说,在星际空间中发现富勒烯,表明它们比以前想象的要丰富的多McCall补充道研究表明,富勒烯能在数百万年间保持完整无暇,并且可以在恒星之间远距离传播,他也表示:“想到如此巨大的气相分子在银河系的星际介质中无处不在,这真是令人兴奋不已!


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