سر بسیاری از دنباله دارها هنگام حرکت در آسمان شب به رنگ سبز روشن می درخشند - اما چرا؟
دنباله دارها، متشکل از گازهای یخ زده، سنگ ها و غبار، بقایای آن هستند تشکیل منظومه شمسی حدود 4.6 میلیارد سال پیش اجسام یخی با نزدیک شدن به خورشید خیلی سریع گرم می شوند که باعث می شود یخ سخت از طریق فرآیندی به نام تصعید مستقیماً به گاز تبدیل شود که درخشش سبز روشن را افزایش می دهد.
با این حال، درخشش سبز فقط در اطراف سر برخی ظاهر می شود دنباله دارهااما هرگز در صف های پشت سر آنها قرار نگرفت - و اکنون یک مطالعه جدید از دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) سیدنی در استرالیا ممکن است در نهایت دلیل آن را نشان دهد.
عکس ها: مناظر شگفت انگیز دنباله دارها از زمین و فضا
با استفاده از یک محفظه خلاء و لیزر، محققان توانستند واکنش شیمیایی را که در نور ماوراء بنفش رخ می دهد، بازسازی کنند. تابش از خورشید ترکیبی به نام کربن دو اتمی (همچنین به عنوان دی کربن یا C2 شناخته می شود) را تجزیه می کند. این واکنش باعث می شود اجسام یخی سبز به نظر برسند. این فرآیند که تفکیک نوری نامیده می شود، در ابتدا توسط فیزیکدان گرهارد هرزبرگ در دهه 1930 نظریه پردازی شد، اما آزمایش آن تا کنون دشوار بوده است.
دیووکربن از دو اتم کربن تشکیل شده و بسیار واکنش پذیر و ناپایدار است. این فقط در محیط های بسیار پرانرژی یا دارای اکسیژن ضعیف مانند ستارگان، دنباله دارها و محیط های بین ستاره ای رخ می دهد. با این حال، دی اکسید کربن دنباله دار نمی تواند وجود داشته باشد تا زمانی که بدن به خورشید نزدیک شود. خورشید ماده آلی دنباله دار را گرم می کند و باعث تبخیر آن و ورود آن به دنباله دار می شود که پوشش گازی اطراف دنباله دار است. نور خورشید سپس مولکول های آلی بزرگتر را تجزیه می کند و دی اکسید کربن ایجاد می کند بیانیه UNSW سیدنی.
با نزدیک‌تر شدن دنباله‌دار به خورشید، تفکیک نوری، دی اکسید کربن تازه را قبل از اینکه بتواند از هسته یا سر دنباله‌دار دور شود، تجزیه می‌کند. بنابراین در حالی که خود دنباله دار با نزدیک شدن به خورشید درخشان تر به نظر می رسد، کمای سبز درخشان با کاهش دی اکسید کربن از نور خورشید منقبض می شود. به نوبه خود، دی اکسید کربن هرگز به دم دنباله دار نمی رسد، بنابراین این قسمت از دنباله دار سبز نمی درخشد. محققان برای اولین بار توانستند این برهمکنش شیمیایی را در یک محیط کنترل شده روی زمین مطالعه کنند.
تیموتی اشمیت، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد شیمی در علوم UNSW می گوید: «ما مکانیسم تجزیه دی اکسید کربن توسط نور خورشید را ثابت کرده ایم. این توضیح می دهد که چرا کمای سبز - لایه فازی گاز و غبار اطراف هسته - با نزدیک شدن دنباله دار کوچک می شود. خورشیدو همچنین چرا دم دنباله دار سبز نیست.
برای ایجاد مولکول‌های کربن، محققان پرکلرواتیلن، ترکیبی از دو اتم کربن و چهار اتم کلر را گرفتند و از لیزرهای فرابنفش برای حذف اتم‌های کلر استفاده کردند. سپس مولکول های دی اکسید کربن حاصل از طریق یک پرتو گاز به یک محفظه خلاء به طول حدود 6.5 فوت (2 متر) فرستاده شد. در محفظه خلاء، دی اکسید کربن در معرض تشعشعات بیشتری نسبت به لیزرهای فرابنفش قرار گرفت و اتم های کربن را از هم جدا کرد، در حالی که محققان می توانستند سرعت هر اتم و به نوبه خود انرژی ذخیره شده در پیوندی که آنها را به هم متصل می کرد، اندازه گیری کنند.
اشمید در بیانیه‌ای گفت: «دی‌اکسید کربن از تجزیه مولکول‌های آلی بزرگتر منجمد شده در هسته دنباله‌دار - نوعی مولکول که جزء حیات است، به دست می‌آید». "با درک زندگی و تخریب آن، می توانیم بهتر درک کنیم که چقدر ارگانیک است تبخیر از دنباله دارها. اکتشافاتی مانند این ممکن است روزی به ما کمک کند تا سایر اسرار کیهانی را حل کنیم.
با این حال، طبق این بیانیه، با توجه به اینکه لیزرهای UV برای اپراتورهای انسانی و واکنش پذیری بالای مولکول های دی کربنی نامرئی بودند، این آزمایش بسیار پیچیده بود.
«ما نزدیک بود تسلیم شویم. جاسمین بورسوفسکی، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشجوی سابق UNSW، می‌گوید: مدت زیادی طول کشید تا مطمئن شویم همه چیز در مکان و زمان مرتب است. "هر سه لیزر نامرئی بودند، بنابراین تعداد زیادی سوراخ در تاریکی وجود داشت - به معنای واقعی کلمه."
اشمید افزود: «حل کردن معمایی که به دهه 1930 برمی گردد بسیار رضایت بخش است.
یافته های آنها منتشر شده در 21 دسامبر به گفته محققان، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) همچنین ممکن است سرنخ‌های جدیدی را در مورد چگونگی انتقال کربن و سایر اجزای سازنده به حیات زمین توسط دنباله‌دارها کشف کند.
سامانتا متیوسون @ Sam_Ashley13 را دنبال کنید. ما را دنبال کنید در توییتر @Spacedotcom و غیره فیس بوک.