彗星頭戴“綠帽子”但尾巴永遠不會變綠？90年理論終于被證明！

柯伊伯帶和奧爾特云時常向我們扔出由冰、塵埃和巖石組成的“銀河雪球”：這些雪球是太陽系形成時46億年前的殘余物。這些雪球也就是我們所知的彗星，在穿過天空時經歷了多彩的變形，許多彗星的頭部會變成明亮的綠色，當它們接近太陽時變得更亮。

但奇怪的是，這種綠色的陰影在到達彗星后面的一兩條尾巴之前就消失了。

天文學家、科學家和化學家為此困惑了近一個世紀。20世紀30年代，物理學家格哈德·赫茨伯格提出，這種現(xiàn)象是由于陽光破壞了雙原子碳(也被稱為碳或C2)，一種由陽光和彗星頭上的有機物相互作用產生的化學物質——但由于碳不穩(wěn)定，這個理論很難驗證。

近日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一項新研究，由新南威爾士大學悉尼分校(UNSW sydney)領導，終于找到了在實驗室測試這種化學反應的方法，并且證明了這個90年前的理論是正確的。

“我們已經證明了碳被陽光分解的機理。”新南威爾士大學科學學院的化學教授、該研究的資深作者蒂莫西·施密特說。

“這解釋了為什么當彗星靠近太陽時，綠色彗星頭部——圍繞著彗核的模糊氣體和塵埃層——會縮小，也解釋了為什么彗星的尾巴不是綠色的。”

這個謎題的核心是碳，它不僅具有高度的活性，而且使許多彗星呈現(xiàn)出綠色。它是由兩個碳原子粘在一起組成的，只能在恒星、彗星和星際介質等極其高能或低氧的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)。

在彗星接近太陽之前，碳是不存在的。當太陽開始使彗星變暖時，生活在冰核上的有機物蒸發(fā)并移動到彗發(fā)狀態(tài)。陽光會分解這些較大的有機分子，產生碳。

UNSW領導的團隊現(xiàn)在已經證明，當彗星更接近太陽時，極端的紫外線輻射會將它最近通過“光解離”過程產生的碳分子分解。這個過程在碳遠離原子核之前就破壞了它，導致綠色的彗星頭部變得更亮和收縮，并確保綠色色調永遠不會進入彗尾。

這是首次在地球上研究這種化學相互作用。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文：

https://www.pnas.org/content/118/52/e2113315118

標簽： 彗星 綠色