北京時間8月15日消息,借助美國宇航局斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡,一個天文學(xué)家小組宣稱他們**在星系際空間探測到C70富勒烯分子以及C24石墨烯。亞利桑那圖森的美國國家光學(xué)天文臺研究員勒提西亞·斯塔赫利尼(Letizia Stanghellini)和理查德·肖(Richard Shaw)描述了行星狀星云中老年恒星釋放的星風(fēng)沖擊波是如何導(dǎo)致富勒烯(C60和C70)以及石墨烯C24形成的。這一小組的***是來自西班牙加納利天文研究院(Instituto de Astrofsica de Canarias)的多明戈·阿尼巴爾·加西亞-赫曼德斯(Domingo Anibal Garcia-HeRNAndez)。小組成員包括來自多個國家的天文學(xué)家和生物化學(xué)家。
行星狀星云是一顆類似我們太陽的恒星走到了生命的終點,此時它們開始向周圍空間拋射氣體物質(zhì)。此次科學(xué)家們觀測的行星狀星云位于大小麥哲倫星云,這是銀河系的兩個衛(wèi)星星系,在南半球夜空中可以很容易看到。從銀河系內(nèi)地球的位置觀察麥哲倫星系中的行星狀星云,看上去就是模糊的一團(tuán)。然而,那些在我們銀河系內(nèi)部的行星狀星團(tuán)的距離很難進(jìn)行**測定,而這個位于麥哲倫星系中的行星狀星云的距離卻可以進(jìn)行**測定,誤差不超過5%。有了這樣**的距離參數(shù),研究小組得以確定出其中央老年恒星的實際光度,并確認(rèn)這確實是一個行星狀星云,而非其它天體。
富勒烯,或者叫“巴基球”,是一種在地球上的實驗室內(nèi)發(fā)現(xiàn)的物質(zhì),這種物質(zhì)具有一些非常有趣且重要的性質(zhì)。巴基球由60個碳原子組成一個球形,其形狀和有名建筑師巴克敏斯特·富勒(Buckminster Fuller)設(shè)計的穹頂構(gòu)造非常相似,因而得名。而碳70的形狀則更像是一個橄欖球,相比之下,碳60就是一個足球。石墨烯C24則是一種薄膜狀碳結(jié)構(gòu),其厚度僅有一層原子,但是卻擁有超高的強(qiáng)度,導(dǎo)電性和超強(qiáng)的韌性。事實上石墨烯薄膜是目前已知薄的物質(zhì)。它早于2004年由英籍俄羅斯物理學(xué)家,曼徹斯特大學(xué)的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功合成,他們兩人也因此獲得了2010年度的諾貝爾物理學(xué)獎。加西亞-赫曼德斯說:“石墨烯即便是在地面上的實驗室內(nèi)合成也非常困難,如果這一發(fā)現(xiàn)終被實驗光譜學(xué)分析證實,那這將是在太空中**探測到石墨烯的存在。”
科學(xué)家們提出這些富勒烯和石墨烯可能是由沖擊波效應(yīng)(如粒子碰撞等)引發(fā)的氫化非晶系碳顆粒(HACs)解體形成的。在行星狀星云產(chǎn)生的星風(fēng)沖擊下,這樣的碰撞效應(yīng)是非常有可能發(fā)生的。而此次,觀測小組正是在這些恒星的紫外波段中觀測到劇烈的星風(fēng)。斯塔赫利尼說:“讓人驚異的是,這些分子的存在和不同恒星的溫度差異無關(guān),而是和星風(fēng)的強(qiáng)弱存在顯著關(guān)聯(lián)?!?/p>
小麥哲倫星系呈現(xiàn)貧金屬特性,這是一種天文學(xué)上的說法,即缺少除了氫和氦之外的其他元素。這樣的環(huán)境非常有利于富含碳的行星狀星云的成長,而后者又為復(fù)雜的碳分子結(jié)構(gòu)形成提供了良好的溫床。真正的挑戰(zhàn)在于如何從斯必澤望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)中識別出石墨烯的信號。斯塔赫利尼說:“斯必澤望遠(yuǎn)鏡對于研究太空中復(fù)雜有機(jī)分子的工作非常重要,我們現(xiàn)在不但探測到了富勒烯和其他分子,并且正嘗試?yán)斫馑鼈兊某梢蚝脱莼^程?!倍聿榈隆ばt補充說:“我們還在計劃利用國家光學(xué)天文臺的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行地面后續(xù)觀測驗證。我們希望能在發(fā)現(xiàn)富勒烯的行星狀星云中再找到一些其他類型的分子,以便驗證一些物理過程在那里的環(huán)境下是否存在。這將有助于我們加深對于宇宙中生命的生物化學(xué)機(jī)制的理解?!?/p>
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