2019-07-10 06:11:02
星际铁不缺 只是隐藏在视线之内

天体物理学家知道,铁(化学符号:Fe)是宇宙中最丰富的元素之一,仅次于氢,碳和氧等轻质元素。铁最常见于太阳等恒星中的气态,以及地球等行星中更为浓缩的形式。

星际环境中的铁也应该是常见的,但天体物理学家只检测到低水平的气态。这意味着缺失的铁以某种固体形式或分子状态存在,但确定其藏身之处几十年来一直难以捉摸。

亚利桑那州立大学的一支宇宙化学家团队,得到了W.M.的支持。凯克基金会现在声称这个谜团比看起来更简单。他们说,铁并没有真正缺失。相反,它隐藏在明显的视线中。铁与碳分子结合形成称为铁假鲨烯的分子链。这些链的光谱与更常见的碳分子链相同,长期以来在星际空间中都很丰富。

该团队的工作于6月下旬在天体物理学杂志上发表。

“我们正在提出一类可能在星际介质中广泛分布的新分子,”亚利桑那州立大学分子科学学院研究副教授Pilarasetty Tarakeshwar说。他的共同作者彼得布塞克和弗兰克蒂姆斯都在亚利桑那州立大学地球与太空探索学院。 ASU Regents教授Buseck也在Tarakeshwar的分子科学学院工作。

该团队研究了仅包含少量金属铁原子的团簇如何与碳分子链连接以产生结合两种元素的分子。

最近从星尘和陨石中获得的证据表明宇宙中铁原子团簇的广泛存在。在星际空间极冷的温度下,这些铁团充当深度冻结颗粒,使不同长度的碳链能够粘附在它们上面,从而产生与铁气相可能产生的不同分子。

Tarakeshwar说:“我们计算出这些分子的光谱会是什么样的,我们发现它们的光谱特征几乎与没有任何铁的碳链分子相同。”他补充说,由于这个原因,“以前的天体物理观测可能忽略了这些碳加铁分子。”

这意味着,研究人员说,星际介质中缺失的铁实际上是在普通视图中,但伪装成普通的碳链分子。

这项新工作也可能解决另一个长期困惑。研究小组解释说,含有9个以上原子的碳链不稳定。然而观测已经在星际空间中发现了更复杂的碳分子。多年来,大自然如何从更简单的碳分子构建这些复杂的碳分子一直是个谜。

Buseck解释说,“通过添加铁簇可以稳定更长的碳链。”这开辟了在太空中构建更复杂分子的新途径,例如多环芳烃,其中萘是一个熟悉的例子,是樟脑丸的主要成分。

Timmes说:“我们的工作提供了新的见解,可以弥合含有9个或更少碳原子的分子与复杂分子(例如C60 buckminsterfullerene,更广为人知的'巴基球)之间的打哈欠差距。”

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