新南威尔士大学
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每隔一段时间，柯伊伯带和奥尔特云就会向我们投掷由冰、尘埃和岩石组成的银河雪球:4
太阳系形成时留下的60亿年前的残留物
这些雪球——或者我们所知的彗星——在穿越天空时经历了一次多彩的蜕变，许多彗星的头部变成了泛着绿光的颜色，当它们接近太阳时会变得更亮
但奇怪的是，这种绿色阴影在到达彗星后面的一两条尾巴之前就消失了
近一个世纪以来，天文学家、科学家和化学家一直对这个谜感到困惑
20世纪30年代，物理学家格哈德·赫尔茨贝格理论上认为，这种现象是由于阳光破坏了双原子碳(也称为二碳或C2)，这是一种由太阳光和彗星头部有机物相互作用产生的化学物质——但由于二碳不稳定，这一理论很难检验
由UNSW·悉尼领导的一项新研究今天发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，该研究终于找到了在实验室测试这种化学反应的方法，并通过这样做证明了这一已有90年历史的理论是正确的
该研究的资深作者、UNSW科学大学的化学教授蒂莫西·施米特说:“我们已经证明了阳光分解二碳的机制。”
“这解释了为什么当彗星越来越靠近太阳时，绿色彗发——环绕在原子核周围的模糊气体和尘埃层——会收缩，也解释了为什么彗星的尾巴不是绿色的
" 处于神秘中心的关键人物，迪卡本，既有很强的反应能力，又负责给许多彗星赋予绿色
它由两个粘在一起的碳原子组成，只能在极其高能或低氧的环境中找到，比如恒星、彗星和星际介质
直到彗星靠近太阳，迪卡本才存在于彗星上
随着太阳开始加热彗星，生活在冰核上的有机物蒸发并进入昏迷状态
阳光然后分解这些较大的有机分子，产生二碳
由领导的研究小组现在已经表明，随着彗星越来越靠近太阳，极端的紫外线辐射会分解它最近在一个叫做“光解离”的过程中产生的二碳分子
这一过程在迪卡本远离原子核之前就破坏了它，导致绿色彗发变得更亮和收缩——并确保绿色光线永远不会进入彗尾
这是地球上第一次研究这种化学相互作用
“我觉得不可思议的是，20世纪30年代有人认为这可能是正在发生的事情，一直到它是如何发生的机制的细节水平，然后90年后，我们发现这就是正在发生的事情，”该项研究的主要作者、前UNSW科学荣誉学生贾斯明·博尔索夫斯基女士说
“赫尔茨贝格是一位不可思议的物理学家，并在20世纪70年代获得了诺贝尔化学奖
能够证明他理论中的一件事是非常令人兴奋的
" 教授
施密特已经研究迪卡本15年了，他说这些发现帮助我们更好地理解迪卡本和彗星
“迪卡本来自冻结在彗星核中的较大有机分子的分解——这种分子是生命的成分，”他说
“通过了解它的寿命和毁灭，我们可以更好地了解有多少有机物质正在从彗星上蒸发
像这样的发现也许有一天会帮助我们解开其他太空之谜
" 独一无二的激光秀 为了解决这个难题，该团队需要在地球上受控的环境中重现同样的银河化学过程
他们在真空室、大量激光和一个强大的宇宙反应的帮助下完成了这个任务
“首先，我们必须制造这种反应性太强的分子，不能储存在瓶子里，”教授说
施密特
“这不是我们可以从商店里买到的东西
“我们是这样做的:取一种更大的分子，称为全氯乙烯或C2Cl4，用高功率紫外激光爆掉它的氯原子(Cl)
" 新制造的二碳氮分子通过真空室中的气体束传送，真空室大约有两米长
研究小组随后将另外两个紫外激光器指向双筒望远镜:一个用辐射淹没它，另一个使它的原子可以被探测到
辐射击中撕裂了迪卡本，使其碳原子飞向速度探测器
通过分析这些快速移动的原子的速度，研究小组可以将碳键的强度测量到大约20000分之一——这就像测量200米到最近的厘米
Borsovszky女士说，由于实验的复杂性，他们花了9个月才能够进行第一次观察
“我们正要放弃，”她说
“花了很长时间来确保所有东西都在空间和时间上精确排列
“这三个激光器都是看不见的，所以有很多黑暗中的刺伤——非常真实
" 教授
施密特说，这是第一次有人观察到这种化学反应
“解决了一个可以追溯到20世纪30年代的难题，这非常令人满意
" 解开太空之谜 太阳系中大约有3700颗已知的彗星，尽管人们怀疑可能还有数十亿颗
平均而言，一颗彗星的原子核宽达10公里，但它的彗发通常要大1000倍
明亮的彗星可以为那些有幸看到它们的人上演壮观的表演
但在过去，彗星对地球的贡献可能不止于此——事实上，关于生命起源的理论之一是，彗星曾经将生命的基石送到我们家门口
“这项令人兴奋的研究向我们展示了星际空间中的复杂过程，”马丁·范·克拉嫩唐克教授说，他是UNSW的天体生物学家和地质学家，没有参与这项研究
“早期的地球会经历不同的含碳分子被输送到它的表面的混乱，从而允许在生命形成之前发生更复杂的反应
" 既然彗星中绿色尾巴缺失的问题已经解决，教授
专门研究太空化学的施密特想继续解开其他太空之谜
接下来，他希望研究弥漫的星际带:恒星之间的暗线模式，与我们所知的任何原子或分子都不匹配
“弥漫的星际乐队是一个相当大的未解之谜，”他说
“我们不知道为什么到达地球的光经常被一点点带走
“这只是我们尚未发现的太空中大量奇异事物中的又一个谜
"
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