研究人員解開彩色柯伊伯帶之謎 _柯伊伯帶

在13C-乙炔(13C2H2)和13C-甲烷(13CH4)冰照射期間收集的紫外-可見反射光譜。(A)在10 K輻射的13C2H2冰，(B)在40 K輻射的13C2H2冰， (C)在10 K輻射的13CH4冰， (D)在20 K輻射的13CH4冰。信用:科學進展(2023) 。DOI: 10.1126
據夏威夷大學馬諾阿分校：柯伊伯帶是一個巨大的冰體盤，包括冥王星，位于太陽系海王星軌道之外。在柯伊伯帶觀察到的物體呈現出比任何其他太陽系群體更多樣化的顏色范圍，從白色到暗紅色。雖然這種顏色多樣性的來源尚不清楚，但科學家們推測，這可能是長期暴露在銀河宇宙射線的有機物質輻射下的結果。
由Hawaiʻi大學Mānoa化學系的研究人員領導的一項新研究復制了柯伊伯帶的環境，以發現是什么導致了柯伊伯帶物體富含碳氫化合物的表面上的一系列顏色，為一個長期存在的天體物理學問題提供了解決方案。這項研究于5月31日在科學進展發表。
Ralf I. Kaiser教授領導的研究小組在UH Mānoa進行了尖端研究。他們使用超高真空輻照實驗，并進行綜合分析，以在分子水平上檢查顏色演變及其來源，因為銀河宇宙射線在類似柯伊伯帶的條件下處理碳氫化合物，如甲烷和乙炔。
芳香(稠合苯環的有機分子)結構單元攜帶多達三個環，例如在化合物菲、菲和苊中，通過缺氫橋相互連接，被發現在產生紅色中起關鍵作用。UH實驗展示了銀河宇宙射線處理碳氫化合物的分子復雜性水平，并提供了對暴露于輻射的ice在生物前體分子早期產生中所起作用的深入了解，生物前體分子是參與產生另一種分子的化學反應的分子。
“這項研究是系統地解開負責柯伊伯帶物體富含碳氫化合物表面的分子單元載體的關鍵第一步，”凱澤說。“由于天文探測還在柯伊伯帶物體表面探測到氨、水和甲醇等物質，對這些冰進行宇宙射線處理的進一步實驗有望在分子水平上揭示柯伊伯帶物體真正的顏色多樣性。”
研究小組由來自UH Mānoa的Ralf I. Kaiser、Zhang、、Andrew M. Turner和Ivan O. Antonov組成；法國藍色海岸大學的阿德里安·加西亞和科妮莉亞·梅因爾特；科羅拉多州西南研究所的萊斯利·a·楊；和加州大學洛杉磯分校的大衛·c·朱伊特，他以前在UH的天文研究所工作。