盡管經(jīng)過了長期的理論推導(dǎo),但是氫化氧從來沒有被觀測到。今年,氫化氦在一個(gè)年輕的星云中被觀測到了。
圖解:宇宙歷史上的第一個(gè)分子鍵發(fā)生在溫度下降到4000開爾文的時(shí)候。
在距離地球3000光年的一個(gè)年輕的行星狀星云中,科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)了宇宙中形成的第一個(gè)分子鍵。
這一發(fā)現(xiàn)為描述大爆炸之后不久發(fā)生的事件的標(biāo)準(zhǔn)模型提供了強(qiáng)有力的證據(jù),并被發(fā)表在了《自然》雜志上。
圖解:X射線/光學(xué)合成的貓眼星云(NGC 6543)的影像。
從某種意義上說,大約140億年前大爆炸之后不久的時(shí)期,其化學(xué)過程很簡單。首先出現(xiàn)的是元素中最輕的離子——主要是氫和氦,還有少量的鋰和鈹。
當(dāng)溫度開始下降到4000開時(shí),這些離子開始與自由電子結(jié)合,形成中性原子。之后,中性氦原子與質(zhì)子結(jié)合形成氦氫化物——宇宙歷史上的第一個(gè)分子鍵。
這是一段短暫的婚姻,結(jié)合導(dǎo)致了氫化氦的破壞,并為氫分子的形成奠定了化學(xué)基礎(chǔ)。
到目前為止,一切都很簡單明了,盡管早在1925年的實(shí)驗(yàn)室里就分離出了這種分子組合,但直到現(xiàn)在,人們還從未在太空中觀察到它。
羅爾夫·古斯頓,來自德國波恩的馬克斯·普朗克射電天文研究所,他帶領(lǐng)的研究人員報(bào)告說,他們?cè)谝粋€(gè)名為NGC 7027的遙遠(yuǎn)行星狀星云中成功發(fā)現(xiàn)了這種難以捉摸的離子。
圖解:NGC 7027是一個(gè)極為年輕,且物質(zhì)極為致密的行星狀星云,距離地球約3000光年(920秒差距),位于天鵝座。該星云于1878年由讓·瑪璉·愛德華·史提芬使用馬賽天文臺(tái)口徑31英寸望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn),是最小的行星狀星云之一,也是至今最被廣泛研究的。
這一發(fā)現(xiàn)是在Güsten和他的同事分析了2016年由飛行設(shè)備上的高分辨率光譜儀收集的數(shù)據(jù)后得出的。該設(shè)備被稱為索菲亞平流層紅外天文觀測站,是美國宇航局和德國航空航天中心的合資企業(yè)。
NGC 7027是尋找氫化氦的主要目標(biāo),因?yàn)樗且粋€(gè)非常年輕的星云并且有化學(xué)條件,因此,它與早期宇宙中存在的物質(zhì)有一定的相似性。
研究人員說,在現(xiàn)代社會(huì),分子鍵的重要性有限。然而,“宇宙的化學(xué)始于這種離子”。
他們寫道:“證明它確實(shí)存在于星際空間的確鑿證據(jù)的缺乏,一直是天文學(xué)的難題。”
“在這里報(bào)道的這個(gè)明確的發(fā)現(xiàn),最終使長達(dá)數(shù)十年的搜尋工作終于畫上了圓滿的句號(hào)?!?/p>
NGC 7027是最明亮的行星狀星云之一。它大約有600年的歷史了。
它非常小,只有0.2 * 0.1光年,而行星狀星云的典型尺寸是1光年。它的形狀非常復(fù)雜,它由一個(gè)巨大的中性云中電離氣體的橢圓區(qū)域組成,內(nèi)部結(jié)構(gòu)被半透明的氣體和塵埃包圍。該星云的形狀像一個(gè)長橢球形的外殼,并包含一個(gè)形似“三葉草葉”的光解區(qū)。 NGC 7027正在以每秒17公里(11英里/秒)的速度擴(kuò)張。NGC 7027的中心區(qū)域已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)會(huì)發(fā)射x射線,這表明它溫度很高。圍繞著橢球狀星云的是一系列暗淡的藍(lán)色同心殼。
NGC 7027的中心白矮星可能有一個(gè)吸積盤,它是高溫的來源。人們認(rèn)為白矮星的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的0.7倍,輻射的亮度是太陽亮度的7700倍。NGC 7027目前正處于行星狀星云演化的一個(gè)短階段,在這個(gè)階段中,其外層的分子被分解成其組成原子,原子被電離。
NGC 7027膨脹暈的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的三倍,比電離中心區(qū)的質(zhì)量大100倍。NGC 7027的質(zhì)量損失提供了重要的證據(jù),證明質(zhì)量比太陽大幾倍的恒星可以避免在超新星爆炸中被摧毀。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. ANDREW MASTERSON- cosmosmagazine-停云
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