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新手已上路木虫 (职业作家)
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太空里真的存在足球烯呢
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100年来，天文学家一直为星际介质光谱信息中的一些奇妙特征所困扰，而最近他们确认，这些神秘的谱线来自于飘浮在星际空间中的笼状碳分子“足球烯”。 1919年，加州大学利克天文台的研究生 Mary Lea Heger发现某些恒星发出的光在特定波长处会变暗，且该现象与恒星本身无关。天文学家观察到越来越多的此类现象之后发现，这是特定波长的光在到达地球的路程中被星际气体中一些分子吸收所致，并将这种吸收线称为“星际弥散吸收带”（diffuse interstellar band，简称DIB）。迄今为止，从银河系和其他星系中，天文学家已经观察到了400多条星际弥散吸收带。 这类吸收带到底是由什么物质导致的呢？科学家想到了种种可能：尘埃颗粒，碳链分子，甚至是飘浮在宇宙空间中的细菌，但这些都不对。近期，科学家对空间条件下“足球烯”（由60个碳原子构成的足球形状、中空的分子）的吸收光谱进行分析，发现它与1994年观测到的DIB直接符合。这是首批得到解释的DIB。 该发现发表在7月15日的《自然》杂志上，也为识别其他星际分子打开了大门。因发现足球烯而获得1996年诺贝尔化学奖的英国化学家哈里•克罗托（Harry Kroto）说：“在我看来，这是本年度最重要的科学论文。” 太空中的足球烯 1985年，研究人员在对富碳的年老恒星喷出气体的状况进行模拟时，意外地发现了足球烯。自发现那一天起，科学家就一直希望能在太空中找到它们，论文作者之一、瑞士巴塞尔大学的化学家John Maier说。 但直到2010年，NASA的斯皮策红外空间望远镜首次在白矮星的残迹中观察到了足球烯。其实早在1993年Maier的研究组就测量了包裹在惰性低温固体中足球烯的吸收波长，天体物理学家也迅速找到了一个初步匹配的DIB模式。 然而，由于并不知道气态足球烯分子在空间条件下的性质是怎样的，没有人能肯定地说观测到的吸收线确实与足球烯匹配。 Maier的团队用电场囚禁粒子制造出真空，测量了中性氦原子气体中绝对零度附近、高真空环境中足球烯的光吸收。“制造出与星际空间相类似的环境在技术上实在太难了，以至于在二十年之后才得以实现。” “哪怕最终的实验结果并未成功鉴别出足球烯，这样的实验能实现，本身就是巨大的胜利。”伊利诺伊大学香槟分校的天文学家Ben McCall说道。他也提醒大家，为了证明这一匹配严丝合缝，还需要对DIB进行进一步的天文学测量。 Maier认为，其他的DIB很可能也是由跟足球烯相关的分子所导致，例如与金属或其他元素相结合的足球烯，但他也知道要证实这一点需要更艰苦的努力。“我这辈子是不能完成这个任务了，”他说，“但或许有年轻人可以接手继续做下去。” McCall说，在星际空间中发现足球烯表明足球烯的含量比我们之前设想的要高，研究还表明足球烯可以保存数百万年，在星际空间中穿过很远的距离。“这么大的气相分子在我们银河系的整个星际介质中到处都是，想想还有点小激动呢！”他说。（撰文：伊丽莎白•吉布尼 翻译：丁家琦）  星际介质光谱（左图）显示出400多条“星际弥散吸收带”，这是由未知分子吸收特定波长的光所形成的。科学家发现光谱中的两道神秘的特征性标志就是由足球烯带来的（右图）。图片来源：Jan Cami, James Hedberg |
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