莱顿大学 研究人员在超高真空环境中,在零下263摄氏度(10 K)的条件下,用Surfreside仪器在表面形成甲烷冰,用于研究层间分子云的化学性质
学分:LfA/莱顿天文台 一个国际天文学家小组在荷兰莱顿大学的一个实验室里证明了甲烷可以在太空中冰冷的尘埃颗粒上形成
这种可能性已经存在了相当长的一段时间,但由于空间条件难以模拟,在相关的空间条件下不可能证明这一点
研究人员将于周一晚上在《自然天文学》杂志上发表他们的发现
地球上的甲烷 甲烷是我们所知的天然气的主要化合物,是最简单的碳氢化合物之一
它由一个碳原子和四个氢原子组成:CH4
在地球上,我们主要知道甲烷是一种可燃气体,由腐烂的有机物质形成
太空中的甲烷 甲烷在太空中也可以气体、液体或冰的形式存在
例如,海王星和天王星除了氢和氦之外,主要包含甲烷气体
土星的卫星,泰坦,是太阳系中唯一一颗大气稠密的卫星,它不降雨,而是液化甲烷
在太阳系外的星际空间,甲烷冰是十种最丰富的被探测到的冰之一
冰粒灰尘作为闲逛 关于甲烷是如何在太空中产生的,普遍的看法是首先形成甲烷,然后是CH2,CH3,最后是CH4
在气相中,这个反应很慢
但是因为甲烷是在冰尘埃颗粒上形成的,所以颗粒本身有助于加速形成过程
例如,尘埃颗粒为原子提供了一个“闲逛”的场所,增加了它们在广阔空间中相遇的可能性
它们还可以吸收化学反应产生的能量,否则这些化学反应会使分子分裂,比如甲烷
在“太空实验室”制造甲烷 莱顿天文台天体物理实验室(荷兰莱顿大学)的研究人员现在首次成功地在相关空间条件下制造了甲烷
他们让氢原子与碳原子在零下263摄氏度(-442华氏度,10摄氏度)的超高真空环境下在冰冷的表面碰撞
研究人员之前已经成功地用类似的方法制造了水(H2O)和氨(NH3)
他们这样做是通过让氧和氮原子与氢原子反应
然而,与碳原子的反应被证明更具挑战性
这是因为碳非常粘,这使得实验非常困难
欧阳丹丹·卡西姆博士
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莱顿天文台的学生和《自然天文学》科学出版物的主要作者补充道:“用碳原子进行实验很困难
碳喜欢粘在一起,所以产生一束受控的纯碳原子是一项挑战
同时,你必须确保在实验之后,你的整个装置没有完全被碳覆盖
" 研究人员能够在实验中改变条件
这使得他们能够准确地研究碳和氢原子反应生成甲烷的方式和效率
水很重要 人们发现甲烷冰更适合在富含水的环境中形成
这与天文观测一致,天文观测表明甲烷冰和水冰预计会在太空中同时形成
实验室研究人员研究的过程模拟了新恒星和行星形成之前太空中存在的条件
这项研究支持我们在天王星和海王星等行星上发现的甲烷可能早在我们的太阳系形成之前就存在了
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