NASA科學家揭開太空紅色發光現象形成之謎(圖)

2010-08-04 09:13

據美國物理學家組織網報導，目前，美國宇航局科學家已收集了大量的太空多環芳烴(PAH)光譜數據，從而解釋來自太空的神秘紅色發光噴射現象。由於多環芳烴是宇宙環境中燃燒和殘留產物，並且致癌，收集多環芳烴光譜的研究價值可延伸至美國宇航局天文應用領域。

科學家揭示多環芳烴分子是太空紅色發光現象的形成主因

斯皮策太空望遠鏡觀測Messier-82星系中存在的紅外噴射流

多年以來，科學家們致力於研究銀河系和其它星系中神秘的紅色發光現象，這些紅色發光是從深太空灰塵區域中釋放出來的。通過在實驗室和計算機上複製太空中苛刻環境狀況，科學家發現神秘的紅色發光現象中伴隨著噴射多環芳烴分子。多環芳烴是一種扁平，雞毛狀納米等級分子，普遍存在於地球。

加利福尼亞州美國宇航局阿姆斯研究中心天體化學研究員路易斯-阿拉曼多拉(Louis Allamandola)說：「太空中的多環芳烴可能是富含碳的巨大恆星的產物，其產生的過程類似於地球上的煙灰。除天文學應用之外，建立多環芳烴分子資料庫和分析軟體將是科學家、教師、醫學健康顧問、化學家的一種新型研究工具，同時，還可用於研究燃料成份、發動機設計、環境評估、環境監控和環境保護。」

為了管理這些研究數據，美國宇航局建造了一個可通過網際網路進行訪問的資料庫。這是世界上最大的多環芳烴光譜採集資料庫，該網站包含了近700個中性和帶電狀態的多環芳烴分子光譜，此外，該網站還提供工具軟體下載溫度等級從470-2000華氏溫度的多環芳烴光譜數據。目前，科學家通過這些採集的光譜數據已掌握到多環芳烴遍佈於宇宙之中，然而地球上卻很少存在這些奇特的結構。

上世紀70-80年代，科學家從星際太空中發現了神秘的紅色輻射線，雖然紅色發光現象暗示著多環芳烴分子是形成該現象的主要原因，但實驗室光譜數據卻顯示極個別的多環芳烴分子符合該理論。在實驗室中研究人員使用的是中性固體多環芳烴分子，並不代表太空中帶電多環芳烴分子，這些分子溫度很低，以單獨的分子形態漂浮在氣體中。

到上世紀90年代中期，科學家觀測發現宇宙中普遍存在紅色發光噴射現象，暗示著不知名攜載中介數量眾多，並且非常重要。科學家投入更多的精力深入研究多環芳烴分子，他們認為這種分子太複雜，難以在太空中存在，並在太空環境中對光譜進行了測量。

為了捕獲多環芳烴光譜，阿拉曼多拉帶領研究小組模擬天文環境使用計算機軟體測量了多環芳烴光譜。該研究小組包含了諸多不同研究領域的專家。阿拉曼多拉說：「目前該資料庫中已有近700個多環芳烴光譜，其中600個光譜已進行計算機處理，60個光譜已在實驗室進行了測量。理論上這些光譜跨越2-2000微米等級，實驗室光譜覆蓋2-25微米等級。」

阿姆斯研究中心負責設計和開發資料庫網站和工具的博士研究員克里斯琴-博爾斯馬(Christian Boersma)說：「我們將對該資料庫和工具進行延伸性研究，目前我們使用該資料庫解釋銀河系以及其它星系中恆星和行星形成區域的天文學觀測。」

阿姆斯研究中心全球知名計算化學家查爾斯-鮑希里徹(Charles Bauschlicher, Jr)說：「起初，我們希望幫助解釋實驗室光譜，但隨著時間的推移，我們的計算能力使研究分子可能大於實驗室對象。」