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中國科學院大學:星際介質中神祕紫外消光峯有新解

來源:中國科學報 作者:肖潔 2020年11月20日 09:57

  近日,中國科學院大學教授蘇剛團隊基於氫化的T—碳分子團簇提出新模型,對困擾人們半個多世紀的銀河系星際介質中2175埃紫外消光峯的物理來源給出新解釋,理論結果與實驗觀測非常吻合。相關研究成果近日發表於《皇家天文學會月刊》。

  1965年,美國科學家Theodore P. Stecher利用探空火箭,測量了5個恆星1200至3000埃的紫外波段消光光譜,首次觀察到波長為2175埃的消光峯。隨後,大量觀測證實,銀河系數十個星系中普遍存在2175埃的消光峯,這種神祕的消光峯甚至存在於類星體中。但是,半個多世紀以來,2175埃消光峯的確切物理來源仍是一大謎題。

  蘇剛團隊通過研究提出了一個混合物模型,指出星際介質中的2175埃紫外消光峯可能與氫化的T—碳分子團簇密切相關。

  T—碳是幾年前蘇剛團隊提出的一種新型碳同素異構體,是通過將金剛石中每個碳原子替換為碳四面體得到的碳的新結構,已有不止一家實驗室成功將T—碳製備出來。T—碳的紫外吸收峯位於2250埃,十分接近2175埃。團隊進一步計算發現,T—碳比較容易在負壓環境中形成,這意味着T—碳及其碎片可能易於在星際空間中以某種形式存在。由於星際空間充滿了氫,研究人員認為星際空間中的T—碳也可能會以氫化的分子或團簇形式存在,從而形成氫化的T—碳(HTC)分子(C40H16)或團簇。

  HTC目前尚未在實驗室中合成,蘇剛團隊計算了HTC分子的紫外吸收光譜,發現在2175埃處HTC分子具有非常明顯的吸收峯。他們提出了一個基於HTC分子的混合物模型,也考慮了鐵橄欖石(Fe2SiO4)、頑火輝石(MgSiO3)和石墨等星際介質的紫外吸收光譜。通過線性組合HTC分子團簇混合物、石墨、MgSiO3和Fe2SiO4的紫外吸收光譜,蘇剛團隊發現,在銀河系中任選六個星系,其紫外消光曲線按此模型都可以被很好地擬合出來。

  相關論文信息://doi.org/10.1093/mnras/staa2061

(責編:鄢妮)