NASA科学家揭开太空红色发光现象形成之谜

2010-8-04 17:08 来源: 腾讯网
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  据美国物理学家组织网报道,目前,美国宇航局科学家已收集了大量的太空多环芳烃(PAH)光谱数据,从而解释来自太空的神秘红色发光喷射现象。由于多环芳烃是宇宙环境中燃烧和残留产物,并且致癌,收集多环芳烃光谱的研究价值可延伸至美国宇航局天文应用领域。

科学家揭示多环芳烃分子是太空红色发光现象的形成主因

斯皮策太空望远镜观测Messier-82星系中存在的红外喷射流

  多年以来,科学家们致力于研究银河系和其它星系中神秘的红色发光现象,这些红色发光是从深太空灰尘区域中释放出来的。通过在实验室和计算机上复制太空中苛刻环境状况,科学家发现神秘的红色发光现象中伴随着喷射多环芳烃分子。多环芳烃是一种扁平,鸡毛状纳米等级分子,普遍存在于地球。

  加利福尼亚州美国宇航局阿姆斯研究中心天体化学研究员路易斯-阿拉曼多拉(Louis Allamandola)说:“太空中的多环芳烃可能是富含碳的巨大恒星的产物,其产生的过程类似于地球上的烟灰。除天文学应用之外,建立多环芳烃分子数据库和分析软件将是科学家、教师、医学健康顾问、化学家的一种新型研究工具,同时,还可用于研究燃料成份、发动机设计、环境评估、环境监控和环境保护。”

  为了管理这些研究数据,美国宇航局建造了一个可通过互联网进行访问的数据库。这是世界上最大的多环芳烃光谱采集数据库,该网站包含了近700个中性和带电状态的多环芳烃分子光谱,此外,该网站还提供工具软件下载温度等级从470-2000华氏温度的多环芳烃光谱数据。目前,科学家通过这些采集的光谱数据已掌握到多环芳烃遍布于宇宙之中,然而地球上却很少存在这些奇特的结构。

  上世纪70-80年代,科学家从星际太空中发现了神秘的红色辐射线,虽然红色发光现象暗示着多环芳烃分子是形成该现象的主要原因,但实验室光谱数据却显示极个别的多环芳烃分子符合该理论。在实验室中研究人员使用的是中性固体多环芳烃分子,并不代表太空中带电多环芳烃分子,这些分子温度很低,以单独的分子形态漂浮在气体中。

  到上世纪90年代中期,科学家观测发现宇宙中普遍存在红色发光喷射现象,暗示着不知名携载中介数量众多,并且非常重要。科学家投入更多的精力深入研究多环芳烃分子,他们认为这种分子太复杂,难以在太空中存在,并在太空环境中对光谱进行了测量。

  为了捕获多环芳烃光谱,阿拉曼多拉带领研究小组模拟天文环境使用计算机软件测量了多环芳烃光谱。该研究小组包含了诸多不同研究领域的专家。阿拉曼多拉说:“目前该数据库中已有近700个多环芳烃光谱,其中600个光谱已进行计算机处理,60个光谱已在实验室进行了测量。理论上这些光谱跨越2-2000微米等级,实验室光谱覆盖2-25微米等级。”

  阿姆斯研究中心负责设计和开发数据库网站和工具的博士研究员克里斯琴-博尔斯马(Christian Boersma)说:“我们将对该数据库和工具进行延伸性研究,目前我们使用该数据库解释银河系以及其它星系中恒星和行星形成区域的天文学观测。”

  阿姆斯研究中心全球知名计算化学家查尔斯-鲍希里彻(Charles Bauschlicher, Jr)说:“起初,我们希望帮助解释实验室光谱,但随着时间的推移,我们的计算能力使研究分子可能大于实验室对象。”