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天文学家发现太空中的Disilicon硬质合金

发布时间:2018-05-15

经过数十年的推测和搜索,天文学家已经在空间中发现了重要的尘埃形成分子Si-C-Si(二碳化硅)。 / em

恒星之间的空间不是空的 - 它包含了大量的漫射物质,其中银河系星系总质量的约5-10%。大多数材料是气体,但大约1%的质量(相当多的天文术语)采取主要由硅酸盐(沙子也是硅酸盐)制成的微小尘埃颗粒的形式,尽管颗粒也可以由碳和其他元素。尘埃颗粒含有宇宙中许多重要元素的很大一部分,如硅,碳和铁。他们还扮演着一些至关重要的角色。它们对星际介质中发生的化学反应至关重要,它通过提供气体分子的表面与其他分子发生反应。它们吸收紫外线和光学光,以红外线的形式重新发射能量,因此它们都约束天文学家可以看到并控制星际介质中的大部分能量平衡。同样重要的是,在恒星演化的早期阶段,尘埃会凝结成大团块 - 形成行星的第一步。

这些灰尘从哪里来?星际粒子是由两种主要来源合成的:一类进化恒星的内部风和超新星的喷出物。谷物由分子种子形成。在进化的恒星中,这样的种子可能是像TiO,VO,ZrO,C_2,CN或C_3这样的分子,这些分子已经有100多年的历史了。超新星也有许多可能的组成元素。由于一氧化碳(CO)分子非常稳定,因此它几乎消耗了所有的碳或氧(无论哪种情况发生较少)。因此,如果氧气的含量不及碳,那么就会有一些碳留存在谷物中。含碳丰富的恒星有这种多余的碳。尘埃由成核种子形成,随着分子通过多个仍然非常神秘的步骤凝聚在其上,这些步骤仍然非常神秘,最重要的是形成成核种子的第一步。

一种可能的种子被预测为分子Si-C-Si(碳化二硅),但它在空间中从未被识别。类似的分子已经被发现,例如Si-C-C(SiC_2),并且SiC分子和晶粒都是已知的,因此对二十碳碳化物的研究已经进行了几十年。现在,CfA天文学家Mike McCarthy,Carl Gottlieb,Nimesh Patel,N. Reilly和Ken Young以及他们的同事们报道,在进化的富碳星RW Leo的扩展大气中探测到碳化硅的112个跃迁。他们的成功很大程度上归功于他们自己的新实验室测量结果,这些测量结果确定了更准确的线路频率值然后,该团队使用亚毫米波阵列和IRAM亚毫米望远镜在RW Leo进行搜索,RW Leo已经因为拥有丰富的含碳分子家族而闻名。

二硅化碳的观察结果与化学模型的期望一致(虽然不完美),与理论值得信赖,但强调了对源模型的一些必要修正。这个分子的分子量大约是其表弟SiC_2的十倍。这两个分子被认为是恒星环境尘埃形成部分中含量最丰富的硅碳物质,它们在制造尘埃颗粒中起着关键作用。

出版物:J. Cernicharo等人,“”在IRC + 10216中发现SiCSi:碳化硅键的气体和尘埃载体之间缺失的联系“,ApJ Letters,2015; 806 L3 doi:10.1088 / 2041-8205 / 806/1 / L3

资料来源:哈佛 - 史密森天体物理中心

图片:伊珊·莱奥;非常大的望远镜