科学家们已经从哈勃观测星际空间的繁杂线索中找到“明星分子”_风闻

原创：牧夫天文

翻译：田程偲

校译：陈艳玲 陆寅枫 汪荣鑫 华子乾

编排：陶邦惠

原文链接：

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/hubble-confirms-interstellar-buckyballs/

科学家们已经从哈勃观测星际空间的繁杂线索中找到”明星分子”—— 离子化的巴克敏斯特富勒烯（巴基球）存在的证明。

由60个碳原子组成的富勒烯艺术想象图。 最新研究发现了富勒烯存在于弥散星际介质中的证据。[NASA / JPL-Caltech]

备受关注的“明星分子”

C60+的正式名称为“富勒烯”，非正式名称为“巴基球”，它是一个由60个碳原子组成，以足球形状排列的巨大分子。 在检测到巴基球之前，我们在弥散星际介质中发现的最大分子最多只含有三个比氢重的原子，因此巴基球的证实大大打破了已知分子大小的限制！

整合扩散性信号

是什么构成了遍布我们银河系的稀薄气体和尘埃，填补了恒星之间的空间？ 在地球实验室设想可能的条件之外，我们的宇宙还可以形成哪些复杂的分子？ 这些分子在哪里形成，它们是如何分布在整个太空之中的？

七个深红色恒星（顶部七条黑色线）和四个非偏红主序星（底部四条线）的哈勃光谱。 顶部的红线表示C60+的实验室光谱。 与C60+相关的四个吸收特征的位置用垂直虚线标记。[ Cordiner et al. 2019 ]

这些都属于宇宙化学中的开放性问题。其中一个困扰了天文学家多年的难题是导致“弥散星际带”的原因：数百个大范围的吸收特征出现在红色恒星的光学到近红外光谱中。

这些特征不是由恒星本身引起的，所以它们一定是因为我们和恒星之间的弥散星际介质（ISM）吸收光而造成的。但是数百种混杂的特征以及产生它们的未知条件使得识别弥散星际介质中存在的各个分子变得极其困难。

由Martin Cordiner（戈达德航天中心;美国天主教大学）领导的一项新研究展示了哈勃太空望远镜的观测结果 ，从而降低了弥散星际带探索对地球大气层吸收特征带来的额外复杂性。11颗恒星的哈勃光谱带提供了确认特殊分子--富勒烯存在于混沌星际介质中的证据。

红色红星（黑色，顶部）和非红色恒星（灰色，底部）的平均光谱，大约有四个C60+的预测吸收特征。 C60+的实验室比较光谱为叠加在黑线上的红线。

Cordiner和他的同事通过一种新颖的扫描技术获得了七颗恒星的超高信噪比，这些恒星因为ISM的遮挡显著变红，而另外四颗恒星则没有。 他们因此搜索了四个波长的吸收信号 ：9348,9365,9428和9577 并通过实验室实验预测这与C60+相关。

作者发现，在七颗红色恒星的光谱中，有三条最强的吸收线显示出了可靠的检测，并且没有发现另外四颗未被遮挡的恒星有这种吸收迹象。其中9348Å未检测到有吸收特征，但由于根据预测它的特征信号应该非常弱，因此这一结果并不出乎意料。 另外，三条检测线的相对强度也符合实验室预测。

Cordiner和他同事的研究结果与预测的一致性提供了“巴基球”存在于弥散星际物质中的最强有力的证明。 这种检测可以帮助我们分析弥散星际物质的其他组成部分，并帮助我们更好地理解复杂分子在极端和低密度的星际空间环境中存在的条件。

『天文时刻』 牧夫出品

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NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Processing: Kevin M. Gill