深空分子小而远 Matthew Gunther发现
历史告诉我们数不胜数的哲学家和科学家故事,他们仰望天空并被恒星威信推向Westruck方济各培根十六世纪哲学家就是这样一图关于恒星性质,他提出了许多问题,例如恒星物质是“固态性还是火性性”。可他的好奇心并不仅仅是向着光线所画 evenlybodies并沉浸在黑暗中恒星间永恒黑暗中埋藏着什么
乍一看,答案可能不会像光环绕它那样诱人dust星际大战 星际大战海伦·弗雷泽位英国开放大学天文化学家灰尘与巨云散射气一起是解锁恒星诞生方式的密钥
星际空间中,这些灰云气慢相聚 高压低温启动星体编组过程Molecules开始形成, 但它是一个奇事发生高压表示数千原子、分子或离子/立方厘米地球约1018号分子每立方厘米,Fraser解释微量空间中微小分子 Fraser认为它引出问题归纳全领域:如果周围没有原子或分子,化学会如何发生?
屏障输入
天文化学家正试图回答这个问题但由于空间复杂分子稀疏,只有更多问题需要填充星际空白Fraser表示:「首先,当分子相遇时,没有大气层支持反应并携带超能-深广空间不允许三体自相冲突发生于我们自己的大气层中。
星际空间无法通过气相路组成分子氢
多分子通过“无阻反应”形成,免去需要克服能源屏障表示离子-中性反应、激进-激进反应、中度-激进反应-一些异域反应涉及光子和电子,如分解电子附加物、辐射附加物等所有这些奇异和美妙过程 都由气相化学组成
哪些分子是地球生命前兆,例如水、分子氢和其他复杂有机分子,这些分子只能通过电流响应形成?星际空间中大多数恒星组成时条件不同, 无法通过气相路组成分子氢Fraser说,我们必须有固态化学实战
通用纳米技术
固态化学实战实战实战实战实战实战中Fraser说, `[dust]既是核粒子又是多式催解表层'`它是一种通用纳米技术'
大约30倍小于人毛直径,这些尘粒由'死星流出'组成视尘似无处不在空间,我们对它的理解仍然相当有限
老年空间探针等尤里西斯纳萨-欧空局联合企业和纳萨退役伽利略能够在星际空间建立灰尘丰度,但直到最近 天体化学家才真正能够探寻这些核子的成分
if you try从天文学家那里得到关于什么是灰粒的诚实观点,那么你可能会得到与你请求的人数一样多的答案,”解释Martin McCoustra赫里奥特-瓦特大学英国爱丁堡前同事Fraser问题部分在于我们最近才从星际任务中获取几粒星际粒子
上头星尘空间探针星际灰尘收集器收集数颗星际微粒极光凝胶-Silicaagel-i由于其超低密度,凝胶能捕捉这些高速粒子像蜘蛛网中的苍蝇一样,同时不损害内部结构
自2006年返回地球以来,实验室研究人员千辛万苦筛选所有Aerogel样本以确定可能的灰迹迄今只发现7粒子, 但天体化学家从这些稀有地外人工采集关键信息Nasa通过综合分析技术,包括X射线分片和扫描传输x射线光谱分析,能够定位这些灰粒的化学结构
令星际灰尘大不相同原以为完全由碳素或图形素组成,变形粒子似乎还富含硅酸盐粒子内含寡头2小O4核心环绕硅酸盐-寡头对地球岩石构造很重要
但它不是石碑还有很多关于这些粒子性质的知识有待学习,有些研究显示还存在另一种硅酸矿,即proxene但天文化学家现在开始加深理解 他们的表面正在发生的事情
滑面
恒星形式前星际介质是一个冷冷无情环境Fraser表示,第一步发生这些原子与灰粒表面相碰撞。 ”但鉴于化学向表面的能量屏障,它们只能微弱吸附粒子
这样一个基本过程只能说明灰尘在空间的重要性Fraser在2015年3月皇家天文学会上表示 :
灰尘催化H2编队
研究原子像氧气 氮气 碳气 硫水流到表面 并取出氢原子粒子有效长出富含氢分子的冰块。 氢和氧对水产生反应并冻结在灰尘上,而氢分子则缓慢地形成表面
产生这些冰帮助解释气分子氢的存在 — — 可能是宇宙中最丰富的分子和生命线流中过多的天文过程`这些H2分子形成时有巨大的异热性,而能量足以消解表面分子-将之插入气相,Fraser解释灰尘催化H2编队
氢分子通过星际介质浮转,云开始冷和碳与氧反应生成一氧化碳,一氧化碳凝聚到新形成的星际冰块上。引出一氧化二碳的冰层Fraser表示,甲醇可能从一氧化碳的氢化产生,同时产生甲烷和氨水
Fraser加注表示:「当恒星开始形成时,持续演化的微博环境将受光解吸附,全套复杂分子可能从表面解放
伸展恒星
似乎过程简单逻辑,但我们如何达成解释?天体化学家非但不执行风险昂贵空间任务,反而接触恒星,把空间带入实验室
天文化实验多在英国, 容积世界冷冻器和吸尘室, 向化学家提供探索分子冰在空间行为方式的机会问题在于由二进制和三解制成的极简单冰在用宇宙射线和紫外辐射对之辐照时会发生什么 解释McCoustra目标在于真正绑定 冰生成后会发生的事情
和前方培根一样 天文化学家 正在真正踏入空虚mcoustra集团与英国其他集团温蒂布朗苏塞克斯大学斯蒂芬普赖斯伦敦大学学院通过使用数种表层分析技术,包括反射吸收光谱学和温度编程解吸法探测星际冰块
这两种技术都允许天文化学家仿真星际介质内发现的条件恒星间灰尘样本极难取出Heriot-Watt团队不得不在实验中制作模拟以电子束加热硅片时,他们能把不锈钢板涂上无变硅片-在某种程度上代表微小山谷灰尘
简单创建自己的星尘McCoustra和他的同事 将贵重货放入吸尘室 压低至107级mbar-比星际空间高几级-并使用冷指把硅冷却到10K通过注入纯气孔,分子可以冷冻到表层并生长成分子冰团队常集中注意力混合水、氰化氢、一氧化碳和二氧化碳以及氨冰
光谱详解冰内部结构,让研究者显示晶度并突出分子种类间交互强度
TPD与 Raiers不同,可能并不只是发挥单纯分析作用 — — 技术可被视为星际冰温热直接模拟通过缓慢提高表面温度,McCoustra和他的同僚能够评估充量分子投入气相和打破表面联结压低所需的能量
努力保持星际介质严酷冷仍是一个技术挑战, Price表示,获取一切寒冷并非无关紧要 因为事物有取暖趋势透视室黑体辐射
黑体辐射可能不理想问题 天文化学家可快速调整问题,但不同类型的辐射可用以复制星际环境中宇宙射线的反射赫里奥特-瓦特团队最近才通过欧洲实验室天文科学培训网供资对用乙核制成的分子冰进行了辐照3使用质子并目击它不仅升华,而且还造出更多机分子集,包括etheneimine2CCNH和CHCCN
Alma事件
实验室内观察和生产这些分子对现代天文学新学说至关紧要-星际尘埃和冰可能为生命的源头即氨基酸生产种子一些人可能认为生产氨基酸即蛋白质构件完全是一种陆生现象,但天文学家现在直接探测空间
回溯2008年阿诺德贝洛切以及德国波恩Max Planck射电天文学院的同事是第一批检测这些复合物-氨基乙氏团队使用大数组由27个射线天线盘联结合美新墨西哥州圣奥古斯丁平原并集中关注银河中称为SagittariusB2的星际云相隔2万7千光年检测单分子数组模拟射电望远镜宽125米的敏感度
同样的射线干涉原理是天文学新机源检测器-acama大毫米/二毫米数组智利Atacama沙漠将Alma能力与其前身比较时,它只是将甚大数组留在灰尘中拥有66个可移动天线的Alma只能获取14km直径望远镜所期望实现的图像
令人难以置信的工程功绩 并已经向天文化学界证明它的价值自Alma上线以来,Belloche和他的同事成功识别出SagittariusB2星形云中的分支亚银分子异丙基氰化物分块结构是有机物氨基酸的关键特征,Alma可能打开更多发现之门Belloche表示:「检测分片分子时使用大型光谱测量方式获取。”上千光谱线检测到 希望我们能在这个数据集中 找到新分子
Alma提出了更大的未来前景-它并非基于它所制作的突破性科学,而是它帮助培养协作性使用从实验室光谱学家获取的信息,使用此信息我们可以生成合成光谱并比较到所观察频谱如果模式匹配我们所观察的,那么我们可以确定我们检测到分子
并加法尔斯天体物理学家会说 : “这样反应吗??? ”而你制作的数字被模型使用
Fraser同意「社区在增长」,并不一定是主动机 因为有趣的天文问题 即恒星和行星组成方式 Fraser总结无法组成恒星和行星 无法组成生命
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