研究人员解开彩色柯伊伯带之谜 _柯伊伯带

在13C-乙炔(13C2H2)和13C-甲烷(13CH4)冰照射期间收集的紫外-可见反射光谱。(A)在10 K辐射的13C2H2冰，(B)在40 K辐射的13C2H2冰， (C)在10 K辐射的13CH4冰， (D)在20 K辐射的13CH4冰。信用:科学进展(2023) 。DOI: 10.1126
据夏威夷大学马诺阿分校：柯伊伯带是一个巨大的冰体盘，包括冥王星，位于太阳系海王星轨道之外。在柯伊伯带观察到的物体呈现出比任何其他太阳系群体更多样化的颜色范围，从白色到暗红色。虽然这种颜色多样性的来源尚不清楚，但科学家们推测，这可能是长期暴露在银河宇宙射线的有机物质辐射下的结果。
由Hawaiʻi大学Mānoa化学系的研究人员领导的一项新研究复制了柯伊伯带的环境，以发现是什么导致了柯伊伯带物体富含碳氢化合物的表面上的一系列颜色，为一个长期存在的天体物理学问题提供了解决方案。这项研究于5月31日在科学进展发表。
Ralf I. Kaiser教授领导的研究小组在UH Mānoa进行了尖端研究。他们使用超高真空辐照实验，并进行综合分析，以在分子水平上检查颜色演变及其来源，因为银河宇宙射线在类似柯伊伯带的条件下处理碳氢化合物，如甲烷和乙炔。
芳香(稠合苯环的有机分子)结构单元携带多达三个环，例如在化合物菲、菲和苊中，通过缺氢桥相互连接，被发现在产生红色中起关键作用。UH实验展示了银河宇宙射线处理碳氢化合物的分子复杂性水平，并提供了对暴露于辐射的ice在生物前体分子早期产生中所起作用的深入了解，生物前体分子是参与产生另一种分子的化学反应的分子。
“这项研究是系统地解开负责柯伊伯带物体富含碳氢化合物表面的分子单元载体的关键第一步，”凯泽说。“由于天文探测还在柯伊伯带物体表面探测到氨、水和甲醇等物质，对这些冰进行宇宙射线处理的进一步实验有望在分子水平上揭示柯伊伯带物体真正的颜色多样性。”
研究小组由来自UH Mānoa的Ralf I. Kaiser、Zhang、、Andrew M. Turner和Ivan O. Antonov组成；法国蓝色海岸大学的阿德里安·加西亚和科妮莉亚·梅因尔特；科罗拉多州西南研究所的莱斯利·a·杨；和加州大学洛杉矶分校的大卫·c·朱伊特，他以前在UH的天文研究所工作。