新的天文工具追踪宇宙碳的演变

作者:佴等

<p>科学家们第一次能够自动解释以前未知的来自太空的红外辐射,这些红外辐射来自令人惊讶的复杂有机分子,称为多环芳烃(PAHs),它们在宇宙中是丰富且重要的</p><p>他们使用红外辐射光谱识别未知空间中的物质这些光谱与用于识别目的的指纹一样好分析PAH波段代表了一种强大的新天文工具,用于追踪宇宙碳的演化,同时探测宇宙中的条件图像来源:NASA Ames使用收集真实的PAH光谱,结合算法驱动的盲计算分析,天体物理学家能够解释多环芳烃(PAHs)以前未知的红外辐射,发现PAHs的大小,电荷和结构发生了显着变化,以适应不同的环境美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家进入,加利福尼亚州莫菲特菲尔德,现在有能力系统地研究宇宙碳的分子演化这些科学家第一次能够自动解释来自空间的以前未知的红外发射,这些红外发射来自令人惊讶的复杂有机分子,称为多环芳烃(PAHs),在整个宇宙中非常丰富和重要在2003年至2005年期间,由于其前所未有的敏感性,NASA的斯皮策太空望远镜由美国宇航局喷气推进实验室(加利福尼亚州帕萨迪纳)管理和运营,创建了PAH签名的地图跨越大面积的空间,从接近恒星的强烈紫外线(UV)辐射的热区域到形成恒星和行星的寒冷,黑暗的云层通过专门使用其独特的真实PAH光谱集合,再加上算法驱动的盲计算分析,艾姆斯的科学家能够用复杂的有机物来解释宇宙红外图分子他们发现PAHs的大小,电荷和结构发生了显着变化,以适应地图中每个点的不同环境碳是空间中最丰富的原子之一,科学家认为这些地图上的光谱变化可以追踪分子宇宙中碳的演变2003年至2005年,由于其前所未有的敏感性,美国宇航局的斯皮策太空望远镜在大空间区域创建了PAH标志的地图图片来源:NASA JPL“在我们发现'时来自太空的这种意想不到但常见的红外(IR)辐射的特征,或识别光谱暗示PAHs可能是负责任的,我们仅限于少数几种小型多环芳烃,很少有可用于研究,“路易斯阿拉曼多拉说, Ames的天体物理学研究员“为了测试PAHs负责的观点,我们测量并计算了天文条件下的PAH光谱,创造了世界的天体PAH光谱的收集今天,我们的收集包含超过700个PAH光谱“结果发表于5月14日”NGC 7023西北PDR中PAHs的性质1:PAH大小,电荷,成分和结构分布,“天体物理学杂志,vol 769(2)article 117,2013为了确定这些地图上的光谱变化,这些天体物理学家使用了在Ames的PAH红外光谱数据库中收集的PAH光谱</p><p>他们分析了虹膜星云(NGC 7023)的Spitzer IR图</p><p>靠近恒星的区域的极端环境以及冷分子云的更加屏蔽的良性环境新的地图表明,小的,电中性的,不规则形状的PAH在冷分子云附近是最重要的,远离激发PAH发射的恒星然而,当PAHs靠近激动人心的恒星并远离冷云时,它们会变大,对称并带电“大PAHs接管b因为它们比较小的不规则形状的PAH更强大,它们被无屏蔽的星光破坏,“Ames的天体物理学家Christiaan Boersma说道,最后,这些大型多环芳烃本身被分解,因为它们被剥离氢并变成小碎片此时,脱氢PAHs的排放在观察区域内接管 有两个特别重要的发现:第一个是需要带正电荷的含氮PAH阳离子来完成正确的光谱特征和观察到的发射之间的匹配,第二个是脱氢和碎裂发生在接近令人兴奋的明星“含氮多环芳烃(PANHs)的显示是重要的,因为这些尚未被认真考虑过</p><p>它们代表了一类重要的益生元分子,它们是生命的先驱,”杰西布雷格曼说,他也是艾姆斯的天体物理学家</p><p>如果证实,这表明整个宇宙中存在复杂的含氮芳香分子“这种利用单个PAHs光谱分析芳香红外波段的方法提供了关于PAH亚群的紫外驱动,空间演化的新的基本信息</p><p>它还将这些变化与当地条件的变化联系起来,例如由于物理形状和历史的变化该区域,辐射场等等“斯皮策在整个宇宙中检测到PAH特征,并显示PAHs在大爆炸后仅形成了几十亿年,因为多环芳烃对当地条件非常敏感,因此分析了PAH波段这里所做的是一个强有力的新天文工具,用于追踪宇宙碳的演化,同时探测整个宇宙的条件,“Allamandola总结说,这项工作得到了美国宇航局在天体物理学研究和主持下的银河联盟中的碳的支持</p><p>分析程序公开:C Boersma等,“NGC 7023的西北光合作用区域中的多环芳烃的性质,PAH尺寸,电荷,组成和结构分布”,2013,ApJ,769,117; doi:101088 / 0004-637X / 769/2/117来源:Ames研究中心Ruth Dasso Marlaire;美国宇航局图片:....