解开90年来的太空之谜:为什么彗星的头部可以使绿色的而尾部却不是?

每隔一段时间,柯伊伯带和奥尔特云就会向我们抛出由冰、尘埃和岩石组成的银河雪球。这是太阳系形成过程中46亿年的遗留物。这些雪球–或者我们所知道的,彗星–在穿越天空时经历了五颜六色的蜕变,许多彗星的头部变成了光芒四射的绿色,随着它们接近太阳而变得更加明亮。

解开90年来的太空之谜:为什么彗星的头部可以使绿色的而尾部却不是?

但是奇怪的是,这种绿色的阴影在到达彗星后面拖着的一两条尾巴之前就消失了。天文学家、科学家和化学家们被这个谜团困惑了近一个世纪。在20世纪30年代,物理学家格哈德-赫兹伯格推测这一现象是由于阳光破坏了二元碳(也被称为二元碳或C2),这是一种由阳光和彗星头部的有机物相互作用产生的化学物质–但由于二元碳并不稳定,这一理论一直很难得到验证。

2021年12月20日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项由新南威尔士大学悉尼分校领导的新研究,终于找到了在实验室中测试这一化学反应的方法–并在此过程中证明了这个有90年历史的理论是正确的。

“我们已经证明了二元碳被阳光分解的机制,”新南威尔士大学科学学院的化学教授、该研究的资深作者Timothy Schmidt说。”这解释了为什么绿色彗星–围绕彗星核的气体和尘埃的模糊层–随着彗星越来越接近太阳而缩小,也解释了为什么彗星的尾巴不是绿色的。”

处于谜团中心的关键角色,二碳,既是高度活性的,又是使许多彗星呈现绿色的原因。它是由两个碳原子粘在一起组成的,只能在极高能量或低氧环境中发现,如恒星、彗星和星际介质。

二元碳原本在彗星上不存在,但直到它们接近太阳,当光照和辐射开始使彗星变暖时,生活在冰核上的有机物就会蒸发并移到彗星上。然后,太阳光将这些较大的有机分子分解并形成二元碳。

新南威尔士大学领导的研究小组现在表明,随着彗星更加接近太阳,极端的紫外线辐射会在一个叫做”光解”的过程中分解它最近创造的二元碳分子。这个过程在二元碳分子远离彗星核之前就将其破坏,导致绿色彗星变得更加明亮和缩小,这一过程确保了绿色的色调永远不会进入彗尾。

这是第一次在地球上研究这种化学作用。已经研究二碳15年的施密特教授说,这一发现有助于我们更好地了解二碳和彗星他说:”二碳来自于冻结在彗星核中的较大的有机分子的分解–那种作为生命成分的分子,”。

“通过了解它的寿命和破坏,我们可以更好地了解有多少有机物质从彗星上蒸发掉。像这样的发现可能有一天会帮助我们解决其他太空之谜。”

由 空山清雨 投递,如有侵权请联系,页面网址:https://www.maamx.com/1993.html

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