近日,中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授蘇剛團(tuán)隊(duì)基于氫化的T—碳分子團(tuán)簇提出新模型,對(duì)困擾人們半個(gè)多世紀(jì)的銀河系星際介質(zhì)中2175埃紫外消光峰的物理來(lái)源給出新解釋,理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)非常吻合。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。
1965年,美國(guó)科學(xué)家Theodore P. Stecher利用探空火箭,測(cè)量了5個(gè)恒星1200至3000埃的紫外波段消光光譜,首次觀察到波長(zhǎng)為2175埃的消光峰。隨后,大量觀測(cè)證實(shí),銀河系數(shù)十個(gè)星系中普遍存在2175埃的消光峰,這種神秘的消光峰甚至存在于類星體中。但是,半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),2175埃消光峰的確切物理來(lái)源仍是一大謎題。
蘇剛團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究提出了一個(gè)混合物模型,指出星際介質(zhì)中的2175埃紫外消光峰可能與氫化的T—碳分子團(tuán)簇密切相關(guān)。
T—碳是幾年前蘇剛團(tuán)隊(duì)提出的一種新型碳同素異構(gòu)體,是通過(guò)將金剛石中每個(gè)碳原子替換為碳四面體得到的碳的新結(jié)構(gòu),已有不止一家實(shí)驗(yàn)室成功將T—碳制備出來(lái)。T—碳的紫外吸收峰位于2250埃,十分接近2175埃。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步計(jì)算發(fā)現(xiàn),T—碳比較容易在負(fù)壓環(huán)境中形成,這意味著T—碳及其碎片可能易于在星際空間中以某種形式存在。由于星際空間充滿了氫,研究人員認(rèn)為星際空間中的T—碳也可能會(huì)以氫化的分子或團(tuán)簇形式存在,從而形成氫化的T—碳(HTC)分子(C40H16)或團(tuán)簇。
HTC目前尚未在實(shí)驗(yàn)室中合成,蘇剛團(tuán)隊(duì)計(jì)算了HTC分子的紫外吸收光譜,發(fā)現(xiàn)在2175埃處HTC分子具有非常明顯的吸收峰。他們提出了一個(gè)基于HTC分子的混合物模型,也考慮了鐵橄欖石(Fe2SiO4)、頑火輝石(MgSiO3)和石墨等星際介質(zhì)的紫外吸收光譜。通過(guò)線性組合HTC分子團(tuán)簇混合物、石墨、MgSiO3和Fe2SiO4的紫外吸收光譜,蘇剛團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在銀河系中任選六個(gè)星系,其紫外消光曲線按此模型都可以被很好地?cái)M合出來(lái)。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1093/mnras/staa2061