景觀可能是遍歷後電影的背景。這是一個極端環境,受到劇烈爆炸的強烈輻射,猛烈的風和衝擊波的爆炸。然而,在這種荒涼之中,物種持續存在。證據表明,不僅有普通的熟悉面孔,還有一個雜色的船員:會使瘋狂的麥克斯·克林格(Max Max Cringe)的銀河幫派。有些用金屬裝飾;其他人則是自由基渴望做出反應,以正面和新的研究表明,甚至負電荷的反應。


這些物種是空間的分子,即恆星之間的空地無植物中的宇宙化學物質。經過數十年的分類這些化學標本,科學家現在正在為一系列數據提供支持,這些數據可能會更好地理解產生和破壞宇宙化合物的反應。
研究人員正在放大叛徒反應性物種,將這些參與者納入控制空間化學的生命週期的模型中。尖峰,電氣的角色可能是形成更大,更複雜的分子的主要星際玩家,也許可能是生命的閃閃發光的先驅者。
空間的化學居民與恆星形成和更大的宇宙循環密切相關,這會導致行星系統。科學家希望對星際培養基的化學探索其氣體和灰塵片段能揭示有關星系,恆星和行星的出生和演變的線索。在這種追求中加上刺激是推動化學信封,探測未塑造的化學邊界的刺激。這是一項努力,將由新的望遠鏡,新穎的實驗室技術和天文學及其他方面的理論提供幫助。
“我們正在試圖理解和攻擊基本化學原則,”位於弗吉尼亞州夏洛茨維爾的國家射電天文台的天文學家安東尼·雷姆揚(Anthony Remijan)說:“我們正在採用我們所有人都知道和喜歡的最基本的化學原理,並看到他們是否在星際空間的極端條件下保持。”
宇宙流浪者
太空的嚴峻環境對生活在那裡的分子和研究它們的科學家都構成了挑戰。空間很寬敞,使化合物很難連接。溫度是極端的,壓力可能極低。在太空中,某些分子以氣體形式倒入荒涼的區域。其他人住在冰冷的灰塵中,而生活方式很少在地球上看到。
“在地球上,這始終是液相,液相,液相,”同樣在夏洛茨維爾的弗吉尼亞大學的化學家布魯克斯·佩特說。 “但這是您在太空中沒有得到的一件事。這是所有的氣相和表面化學反應。這導致了您在陸地條件下看不到的另一種類型的化學反應。這並不像有新的物理定律。這是反應發生的物理條件完全不同的物理條件。”
陸地化學通常發生在溶液中,那裡沒有分子。但是在星際介質中,巨大的距離分開的分子 - 如果兩個人相距比例距離,那麼一個人可能站在地上,另一個站在月球上。
新興的圖片揭示了空間中的分子如何使用閃光的電荷從遠處互相吸引。例如,與顆粒,紫外星光和宇宙射線的碰撞可能會使分子充電。直到最近,僅檢測到中性和正負的物種。研究人員認為,輻射會迅速剝離賦予負電荷的額外電子的分子。但是現在發現了少數具有負電荷的分子。
用電荷脫穎而出可以使物種具有優勢,使它們可以從遠處看到或讓它們通過冰隧道隧道。大多數地球分子是中性的。他們不脫穎而出。佩特說,這些化學壁花需要彼此之間的幾納米範圍內進行相互作用。但是,可以從一百納米範圍內吸引太空的高度反應性物種。
佩特說,儘管這些被射擊的物種聽起來像是宇宙的流浪者,但它們確實存在於地球上,但濃度很小,通常只是在成為其他事物的路上。在這方面,空間的化學就像是在慢動作中觀察地球化學。在地球上,在與另一個分子碰撞之前,可能存在一個分子。在空間中,碰撞之間的時間可能是幾周到幾年。如果分子裝飾有指控,則更有可能遇到伴侶。
只有強者生存
有證據表明,聚集在星際介質中的寒冷的烏雲是宇宙的電氣紋身店 - 用於電荷裝飾的熱點。這些雲為少數在星際介質的衝擊和輻射中倖存下來的彈性提供了避難所。
星際灰塵和氣體是在當地創建的 - 誕生於垂死的星星。在他們的大部分時間裡,星星將氫燃燒成氦氣。消耗氫後,氦氣轉化為氧氣和碳(如果恆星足夠大,它會保持釀造並形成更多元素)。由於銀河系中的氧氣多於碳,因此科學家認為該碳無法用於有機化學。它只會被氧氣折斷,形成一氧化碳。但是在某些恆星的流出中,氧氣比足夠傾斜,可以形成碳的鏈條。這些極端碳星的恆星噴射將碳投入到星際介質中,可以在其中餵養富含碳的分子云的產生。
在加利福尼亞州莫菲特菲爾德(Moffett Field)的NASA Ames Research Center的Scott Sandford說,從恆星流出到瀰漫性的星際媒介是從搖籃到墳墓的旅程。在這種星際荒原中,任何漂流的紫外線寬度,宇宙射線轟炸和衝擊浪潮都粉碎了他們的路徑。桑福德說:“瀰漫性ISM與事物的生產無關,而是關於獎金的。” “許多弱者被清除了。”
在星際培養基的劇烈過程中破碎的化合物的碎片可以與彈性,超大分子(例如多環芳烴或PAH)一起聚集成雲層。在地球上,這些融合的六碳環(圖片雞線)的化合物是燃燒相關的污染物,因其致癌性而受到惡化。但是在太空中,PAH是作為化學星的出現的,可能包含星際培養基的大部分碳的分子。
桑德福德說,化學反應在星際雲中。他說:“星光被封鎖,突然不會被摧毀的分子。” “它們可以生存,然後您可以獲得更多的化合物,因為較小的區域中有更多的材料。”
雲化學
在這些寒冷的烏雲中,許多更複雜的分子物種都發現。自從1960年代認真開始尋找星際分子以來,從射手座星座內的茂密雲層湧入的分子交響曲開始了很多物種。許多原子很強。可以在實驗室中確定逐個註釋的指紋 - 作為分子曲折和呼喊的能量光譜,然後可以在天空中檢測到光譜簽名,反之亦然。 4月,一支國際天文學家團隊在西班牙的Pico Veleta上與IRAM 30米望遠鏡一起觀看射手座地區,報告了檢測到乙基甲酸的乙酸甲酯,這有助於使覆盆子在地球上的果實風味。 Remijan及其同事使用的Robert C. Byrd C. Byrd Green Bank望遠鏡檢測到了乙酰胺,這是具有肽鍵的兩個已知的星際分子之一,與氨基酸連接的連接相同,氨基酸是蛋白質的基礎。
哥倫布俄亥俄州立大學的埃里克·赫布斯特(Eric Herbst)說,有證據表明,雲是許多硬核Exotics獲得條紋的地方。隨著雲層的溫暖,大型中性分子可以從小型電荷前體中堆積,包括新發現的負面物種,例如C6H-,碳鏈陰離子,Herbst和同事去年在The The The Plocy中報導的。天體物理學期。團隊報告稱,將帶負電荷的物種納入烏雲的化學模型中,使模型更加準確地預測了某些化合物的豐富性。
Pate說,這些充電物種獲得Zing的一種常見方法似乎是通過質子化的分子氫H3+說。這三個具有正電荷的氫原子的分子是宇宙中最豐富的離子之一,當H2被宇宙射線轟擊時形成,可以穿透緻密的雲。質子化的分子氫是一種酸,只是渴望將質子捐贈給其他分子,這是一種禮物,可以通過最大程度地減少能量駝峰分子來幫助做出反應,以便為了做事。
佩特說:“ H3+可能是星際世界中最大的催化劑。”
赫布斯特指出,以H3+開頭的反應鏈會導致一系列複雜的物種,儘管許多反應知之甚少。當H3+通過質子時,它也賦予了反應性。 Pate正在研究另一個豐富的分子,甲醇如何在拾取額外的質子時獲得反應性活性。
科羅拉多大學博爾德大學的研究人員於去年秋天報導,PAH也可能是刺激質子化氫的催化劑,然後可以實現更多的反應。天體物理學期。
但是,僅將兩個分子放在一起並不能達成協議。氣體碰撞會破壞鍵,分子瓦解(分析技術質譜法依賴於這種“碰撞輔助分離”)。債券也可以形成以產生新物種。但是在太空中,分子可能更不合格。兩種氣體可能會發生碰撞,但沒有粘結,而是形成了它們保持自己身份的複雜性。
冰上的化學
如果不是您的氣體氣體,那麼反應性物種也可以在灰塵穀物的表面或什至內部相遇。構成星際灰塵的煙灰和矽酸鹽的碎屑可以形成幾層冰層的地幔。冰本身通常是冷凍的水,但也可能存在其他化合物,例如氨,甲烷和二氧化碳。 NASA的化學家Ralf I. Kaiser說,當云層內部的溫度下降時,氣體會像冰上在冰箱內部積聚的方式凝結。
“在古典高中化學中,ICES沒有化學;化學已經死了,” Kaiser說。但是,Kaiser和其他人的實驗表明,來自宇宙射線和紫外光子的能量可以穿透這些冰冷的灰塵,即使在冰中也會刺激反應。
這些機制尚不清楚,但是科學家認為,當光子激發固體材料,創建隧道時,這些反應可能會發生,電子可以通過該隧道來滿足鎖在冰中的物種。或氣相物種可以降落在冰粒上,並與結合到穀物表面的分子連接。
NASA-Sames天體化學司的路易斯·阿拉曼多拉(Louis Allamandola)說,這些傳入的光子也可以將分子從冰直接撞到氣相。他說:“能量進來了,這就像用錘子擊中一些東西。” “擺脫某些能量的方式,因為穀物是如此之小,就是彈出的。”
激進分子 - 具有反應性的物種,因為它們具有未配對的電子 - 離子可以在冰上形成和堆積,也可以彈出並有助於製造更大的分子。
赫布斯特說,氣體碰撞與冰粒化學反應產生了多少複雜性。工作表明,冰是許多動作開始的地方:如果溫度升高,例如從附近的爆炸或發育中的恆星逐漸加熱,則可以從這些冰上釋放自動和帶負電的離子。然後,這些分子也可能配對,儘管科學家遠未揭開該化學網絡。
隨著溫度的升高,隨著化學種群和反應數量的增加,建模變得更加複雜。理論,猜測,實驗室實驗以及與空間平均恆定調整,添加更好的數字以及重新運行實驗和模型的實際測量。充分了解宇宙化學景觀將得到其他領域的幫助,包括燃燒和大氣科學(在理論和實驗中都領先於天文學的光年)。
當Atacama,大毫米/亞毫米陣列等望遠鏡等望遠鏡上網時,將邁出巨大的一步。阿爾瑪(Alma)在智利北部的66台距離陣列應在2013年全部運行。這些望遠鏡將使科學家能夠在更大的分辨率和設想物種相互關係的分子和設想下探測分子物種的分佈。好像當前的技術允許科學家識別得克薩斯州的許多分子,而陣列將使達拉斯與休斯頓發生的事情成為可能。
佩特說:“真正的希望是,我們很快就會能夠建立這種空間相關性,我們真的可以說,看起來分子A正在被消耗掉,分子B正在形成。”
最終,化學家可能能夠預測分子如何從一個宇宙環境發展到另一個宇宙環境。例如,當衝擊波岩石岩石岩石時,與冰粒相關的物種可以釋放。檢測這種分子的存在可以幫助通過銀河係時間隔離並定位衝擊。赫布斯特說:“你可以找出很多事情。” “溫度,壓力,雲向我們移動的速度,或偏離我們或所有上述所有。”
活潑的pizzazz
由於這些分子中的許多分子都被用彗星和隕石瓶裝到行星表面,因此了解宇宙化學套件甚至可能會更好地理解生命的起源。 Sandford及其同事去年報導說,實驗室研究已經產生了來自輻照的ICE的RNA的urocil。 2008年,研究人員發現,在太空中發現了最簡單的天然氨基酸的前體氨基乙腈。
相同的電離輻射使許多太空搖擺不定的激進分子的輻射也可能藉給它的火花。阿拉曼多拉說:“它進入了整個電力問題 - 現在您擁有電力而不是化學力量。” “一旦我們介紹了電子,我就在想Sparks和Frankenstein。”他笑了。 “這完全是投機性的,但它可以發揮作用。”
無論是在太空中創建並傳遞到地球上,還是在早期地球上的某個地方拼湊在一起,我們來了。畢竟,宇宙中的所有碳都是在太空中創建的 - 我們是星塵。
新技術,望遠鏡和合作將使科學家進入這個最終的邊界,並挑戰他們跟上數據。當阿爾瑪(Alma)運行時,天文學家將被信息刪除。改進的實驗室技術和寬帶功能也使事情增加了。
“一年是一天,”帕特說。 “這將迫使人們對您看待數據的看法,分析數據並提取化學信息的方式有所不同。我發現這非常令人興奮。當它不讓我頭痛時,它會讓我興奮。”