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从古代开始 ， 人类就一直对太空探索充满幻想 ， 最近 ， 科学家对彗星发光的原因进行了研究 。 他们刚刚解开了为什么彗星的头部会发绿光 ， 而不是尾部发光的谜团 ， 这个谜团让研究人员困惑了90年 。 其实 ， 这项研究最关键的不是彗星本身 ， 而是一种在地球上转瞬即逝的难以捉摸的物质分子 。
首先 ， 我们要了解什么是彗星 。 彗星是太阳系正在加速形成过程中 ， 遗留下来的大块冰和尘埃 ， 它们偶尔会从寒冷的外围冒险掠过地球 。 早在 1930 年代 ， 后来因对自由基和其他分子的研究而获得诺贝尔奖的格哈德·赫茨伯格猜测绿色彗星发光背后的过程可能涉及由两个碳原子结合在一起形成的分子 ， 称为二碳 。
化学家施密特表示 ， 在太空中 ， 它存在于恒星、星云和彗星内部 。 但是当暴露在地球大气中的氧气中时 ， 二碳会迅速反应并“燃烧” 。
施密特说 ， 这是科学家们第一次能够精确地研究分子在强紫外线下是如何分解的 。 在实验室中 ， 该团队必须使用真空室和三种不同的紫外激光器来模拟近地空间的环境 。 由于二碳反应如此之快 ， 他们不得不通过用激光削掉一个更大的分子来当场合成它 。 施密特说 ， 他们证实彗星的绿光来自二碳分子 ， 当它们暴露在太空中的阳光下时 ， 可以吸收和发射可见光 。
【困扰了90年！科学家终于解开彗星发光之谜，其实彗星尾巴不能发光】在彗星“飞行”过程中 ， 阳光会照射在它身上 ， 加热冰时会形成二碳 ， 其中一些可能由乙炔制成 ， 乙炔是一种氢和碳的混合物 ， 作为气体 ， 在地球上用作焊接燃料 。 施密特说 ， 当彗星中更复杂的有机分子分解时 ， 它可以在太空中产生 。氢原子从乙炔分子中脱离出来 ， 没有它们 ， 碳原子之间的键就会“重新收紧” ， 形成双碳分子 。
那么 ， 为什么彗星发出的绿光只存在于彗星的身体周围 ， 而不是它的长尾巴？当太阳加热彗星体内的分子时 ， 它们会获得能量并发光 ， 但它们在到达彗尾太远之前分解成单个碳原子 。 这就解释了为什么绿光不是在它的长尾巴上 。
当彗星暴露在足够多的太阳光照下以释放气体时 ， 太阳光线不断地产生新的发光二碳 。 根据施密特的说法 ， 地球与太阳距离之间二碳分子的寿命约为两天 。这就意味着 ， 无论如何 ， 2天后彗星都不会“发光” 。
得克萨斯大学天文学家科克兰表示 ， 该团队能够在实验室中了解二碳是如何分裂的 ， 并表明科学家认为他们在现实世界的彗星中目睹了二碳的发光是“正确的”。
科克兰职业生涯的大部分时间都在研究彗星 ， 她说它们可以成为伟大的实验室 ， 因为望远镜可以通过它们巨大的尾巴很好地观察 ， 通常有数百万英里长 ， 可以弄清楚它们是由什么组成的 。 科克兰说 ， 该团队了解了暴露在阳光下的二碳分子的寿命 ， 并测量了分解它们的键所需的时间 。 这些事实将有助于模拟彗星的行为 。
总结：
一颗经过地球上空的彗星似乎是罕见的事件 ， 人们总是乐于见到这种“天外来客” ， 但天文学家现在已经发现了数千颗 。 太阳系更远的地方可能存在数量惊人的彗星 。 人类对彗星的研究才开始 ， 但会一直进行下去 ， 彗星的秘密非常多 ， 研究它们的意义重大 ， 相信不久后会有更加惊人的发现 。 多亏了这些发绿光的“雪球” ， 科学家们有了一扇了解太阳系古老历史的窗口 。
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