在恒星之间令人眼花缭乱的气体泥沼中,哈勃太空望远镜发现了电离巴克明斯特富勒烯的证据,这种碳分子俗称“巴基球”。
巴克敏斯特富勒烯(Buckminsterfullerene,C)含有 60 个碳原子,排列成足球形状60)在地球上自然发生——在烟灰中。但2010年,它也在星云中被检测到;2012年,它是在绕恒星运行的气体中发现的。现在我们有最有力的证据表明它也漂浮在星际介质- 恒星之间稀疏、稀薄的气体。
“与之前的地面观测相结合……我们的哈勃太空望远镜光谱使星际[巴克敏斯特富勒烯]的探测毫无疑问,”研究人员在论文中写道。
直接研究星际介质很困难,因为它是高度分散的。但我们可以看到星光在它之外闪耀。当星光穿过星际介质时,它会根据所穿过物质的成分而发生轻微变化——某些波长被气体吸收。
一种称为光谱仪的仪器可以将其检测到的光分离成光谱,有点像棱镜。然后地球上的天文学家解释该光谱,识别元素的光特征。
有一些光谱特征称为弥漫的星际带已被确定为星际介质的吸收特征。但是,由于我们对星际介质了解不多,例如它形成的条件,因此识别这些带内的单个分子变得非常棘手。
美国宇航局戈达德太空中心物理学家马丁·科迪纳领导的研究小组表示,之前的论文声称检测到了巴克明斯特富勒烯带,但没有任何证据显示出无可置疑的证据。这部分是因为干涉使用地面望远镜时由地球大气层产生的。
因此,研究小组转向地球轨道上的哈勃太空望远镜,这可以方便地消除这种干扰。他们观测了 11 颗恒星,获得了 7 颗被星际介质显着红化的恒星和 4 颗未被星际介质显着红化的恒星的超高信噪比光谱。
然后,他们研究了与巴克明斯特富勒烯相关的四个波长的吸收信号光谱。
研究小组对变红恒星的四个波长中的三个进行了可靠的检测(无论如何,剩余的波长预计只会返回微弱的信号),而在对照恒星中则根本没有检测到。信号的强度也与在实验室进行的测量2018年。
研究人员表示,这是迄今为止巴克明斯特富勒烯存在于星际介质中的最有力证据。
这是一个美好的结果。它告诉我们,该分子可以存在于恒星之间的幽灵般的空间中,尽管我们仍然不知道它在哪里形成或如何到达那里。
它还告诉我们,星际介质可以支撑比我们所知的更大质量的分子。此前,在星际介质中明确检测到的最大分子只有 3 个比氢重的原子,而巴基球有 60 个。
“星际[巴克敏斯特富勒烯]的确认代表了我们对弥漫星际介质中化学复杂性的理解的突破[..]带来了对可能导致剩余(未识别)弥漫星际带的分子类型的新认识,”研究人员在论文中写道。
“建议进行进一步的高灵敏度观测,以更好地限制较弱的巴克明斯特富勒烯带的强度和轮廓,并结合额外的实验室和理论研究,这可能有助于利用巴克明斯特富勒烯带作为星际物理和化学的探针。”
该论文已发表于天体物理学杂志通讯。
本文首次发表于 2019 年 4 月。