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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 專業(yè)學科區(qū) » 物理 » 理論物理&天文 » 太空里真的存在足球烯呢
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太空里真的存在足球烯呢
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100年來，天文學家一直為星際介質光譜信息中的一些奇妙特征所困擾，而最近他們確認，這些神秘的譜線來自于飄浮在星際空間中的籠狀碳分子“足球烯”。 1919年，加州大學利克天文臺的研究生 Mary Lea Heger發(fā)現(xiàn)某些恒星發(fā)出的光在特定波長處會變暗，且該現(xiàn)象與恒星本身無關。天文學家觀察到越來越多的此類現(xiàn)象之后發(fā)現(xiàn)，這是特定波長的光在到達地球的路程中被星際氣體中一些分子吸收所致，并將這種吸收線稱為“星際彌散吸收帶”（diffuse interstellar band，簡稱DIB）。迄今為止，從銀河系和其他星系中，天文學家已經觀察到了400多條星際彌散吸收帶。 這類吸收帶到底是由什么物質導致的呢？科學家想到了種種可能：塵埃顆粒，碳鏈分子，甚至是飄浮在宇宙空間中的細菌，但這些都不對。近期，科學家對空間條件下“足球烯”（由60個碳原子構成的足球形狀、中空的分子）的吸收光譜進行分析，發(fā)現(xiàn)它與1994年觀測到的DIB直接符合。這是首批得到解釋的DIB。 該發(fā)現(xiàn)發(fā)表在7月15日的《自然》雜志上，也為識別其他星際分子打開了大門。因發(fā)現(xiàn)足球烯而獲得1996年諾貝爾化學獎的英國化學家哈里•克羅托（Harry Kroto）說：“在我看來，這是本年度最重要的科學論文�！� 太空中的足球烯 1985年，研究人員在對富碳的年老恒星噴出氣體的狀況進行模擬時，意外地發(fā)現(xiàn)了足球烯。自發(fā)現(xiàn)那一天起，科學家就一直希望能在太空中找到它們，論文作者之一、瑞士巴塞爾大學的化學家John Maier說。 但直到2010年，NASA的斯皮策紅外空間望遠鏡首次在白矮星的殘跡中觀察到了足球烯。其實早在1993年Maier的研究組就測量了包裹在惰性低溫固體中足球烯的吸收波長，天體物理學家也迅速找到了一個初步匹配的DIB模式。 然而，由于并不知道氣態(tài)足球烯分子在空間條件下的性質是怎樣的，沒有人能肯定地說觀測到的吸收線確實與足球烯匹配。 Maier的團隊用電場囚禁粒子制造出真空，測量了中性氦原子氣體中絕對零度附近、高真空環(huán)境中足球烯的光吸收�！爸圃斐雠c星際空間相類似的環(huán)境在技術上實在太難了，以至于在二十年之后才得以實現(xiàn)。” “哪怕最終的實驗結果并未成功鑒別出足球烯，這樣的實驗能實現(xiàn)，本身就是巨大的勝利。”伊利諾伊大學香檳分校的天文學家Ben McCall說道。他也提醒大家，為了證明這一匹配嚴絲合縫，還需要對DIB進行進一步的天文學測量。 Maier認為，其他的DIB很可能也是由跟足球烯相關的分子所導致，例如與金屬或其他元素相結合的足球烯，但他也知道要證實這一點需要更艱苦的努力。“我這輩子是不能完成這個任務了，”他說，“但或許有年輕人可以接手繼續(xù)做下去�！� McCall說，在星際空間中發(fā)現(xiàn)足球烯表明足球烯的含量比我們之前設想的要高，研究還表明足球烯可以保存數百萬年，在星際空間中穿過很遠的距離�！斑@么大的氣相分子在我們銀河系的整個星際介質中到處都是，想想還有點小激動呢！”他說。（撰文：伊麗莎白•吉布尼 翻譯：丁家琦） 星際介質光譜（左圖）顯示出400多條“星際彌散吸收帶”，這是由未知分子吸收特定波長的光所形成的�？茖W家發(fā)現(xiàn)光譜中的兩道神秘的特征性標志就是由足球烯帶來的（右圖）。圖片來源：Jan Cami, James Hedberg |
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