luda 科学家们在2015年欧洲罗塞塔探测器上有一个惊人的发现：67P彗星(楚留莫夫格拉西门科彗星)正在向周围宇宙喷射分子氧。
67P彗星喷出的氧气是2015年7月7日(罗塞塔号探测器拍摄的照片)
分子氧由两个氧原子(O2)组成。这和我们在地球上的氧气一样，但在宇宙中很不稳定。O2反应性强，非常快地附着在氢(生成水)和碳(生成二氧化碳)等其他化学物质上。像冰冷的彗星一样，从旧东西中发现氧气发出嘶嘶声是没有任何意义的。
图：水分子簇
星际空间是一个巨大的粒子加速器。带电粒子不受干扰的快速运动；彗星就像粒子的大型轨道望远镜。彗星诞生于46亿年前建立我们太阳系的原始混沌星云，67P彗星也是如此。天文学家把罗塞塔号送到这个古老的冰体上，其任务是了解彗星的组成。所以科学家最终可以用它作为时间胶囊，看到早期太阳系的样子。
因此，彗星呼出氧气意味着——，氧气存在彗星表面的冰46亿年，当接近太阳时，太阳的温度加热彗星内部的原子核，向周围空间喷出氧气，彗星表面的冰团释放旧O2。
图片：彗星的慧发
但是Caltech Caltech认为Caltech发现的一些O2并不都是旧的，他认为67P彗星本身就是氧气工厂。
从实验室到星际空间
Konstantinos P. Giapis研究高能离子与半导体表面碰撞之间的化学反应。化学工程师通过对这种反应的实验，可以为桌上的电脑和口袋里的智能手机制作更高效的微芯片。但是当Giapis听说罗塞塔号在几百英里外的深空发现了奇怪的氧气时，他意识到答案就在他的实验室里。
论文中，Giapis说：“我对宇宙感兴趣，正在寻找离子相反表面加速的地方。”在观察罗塞塔彗星的测量结果后，特别是对撞击彗星的水分子的能量都被点击了。我多年来研究的研究发生在这颗彗星上。
星际空间是一个巨大的粒子加速器。带电粒子不受干扰地四处移动，彗星产生大量粒子。当某颗彗星接近太阳时，太阳加热使原子核中包含的冰粒升华，使3354挥发物超越水一样的液体状态，直接从固体(冰)转化为蒸汽。当水分子从彗星中释放出来喷射到宇宙中时，太阳的紫外线会使分子离开水。如果出现这种情况，分子就会被太阳风卷进来，高速飞向彗星表面。
在实验室测试中，Giapis表明，当这些水粒子撞击彗星表面时，它们会附着在其他分子中的氧原子上，如氧化铁(铁锈)和二氧化硅(沙子)。摸
撞后,产生新的化学键,产生分子氧并排放到太空中。
此图旨在解释高速水分子(左图)如何与彗星表面的铁锈和沙相互作用,形成含有分子氧的羽状物(右图)。(氧原子是红色的,氢原子是蓝色的。
同样在加州理工学院工作的博士后学者 Yunxi Yao在报告中称：我们已经通过实验证明,在类似彗星表面的材料表面动态形成分子氧是可能的。Giapis补充道:"当我们建立实验室设置时,我们不知道它们最终会应用于彗星的天体物理学。,Giapis和Yunxi Yao的发现发表在《自然通讯》杂志上。
外来生物标志物？
因此,最初的罗塞塔观测结果可能并非原始分子氧;这颗古老的彗星似乎正在从水冰中产生新的氧分子,这些氧分子正在升华并与其他化学物质碰撞。虽然这一发现可能解开罗塞塔的氧气之谜,但它对天文学的其他领域提出了不同的挑战。
当寻找银河系其他地方的外星生命时,天体生物学家希望最终能有强大的望远镜和高分辨率光谱仪,可以用来探测远在光年的系外行星的大气层。这个装备，将寻找与我们已知的生命体。
这些化学物质被称为"生物标志物",在这些遥远的大气层中发现O2,可能让我们相信某些生物正在产生分子,就像地球上的植物通过光合作用一样。但现在我们知道,O2可以在太空中"非生物"(而不是通过生物过程)产生,而其他恒星系统可能同样产生O2,在我们寻找外星生物标志物时可能产生"假象。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. howstuffworks- IAN O'NEILL, PH.D.
如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处