宇宙中到處都是鑽石?天文學家揭開了銀河系微波輝光的奧祕

宇宙中到處都是鑽石?天文學家揭開了銀河系微波輝光的奧秘

幾十年來,天文學家一直無法找到銀河系中探測到的神秘微波輝光的來源。但現在,一個研究小組終於找到了來源:晶體碳的納米粒子,也就是所謂的鑽石塵埃。

銀河系中有幾個環境會產生一種被稱為異常微波輻射(AME)的微弱發光。科學家們早就知道這種光是由一個快速旋轉的小納米顆粒產生的。但是粒子的類型很難確定。

一組研究人員前往銀河系尋找AME的輝光。他們研究了14顆環繞新生恆星的原行星盤,並在其中的三個中發現了AME。

這不是第一次在原行星盤中發現AME;這也使得研究人員能夠確定,這種發光很可能是由比一粒沙子小几十萬倍的鑽石產生的。

以前,人們認為碳基有機分子多環芳烴(PAH)是發光的原因。它們在整個星際空間都很常見,併發出微弱的紅外光。

納米金剛石塵埃也會發出不同波長的紅外光,這使得研究人員能夠分辨出這兩個粒子。

這三種AME源也發射了與納米金剛石相匹配的紅外光——但不是PAH。此外,在整個銀河系的原行星盤中已經觀察到PAH的特徵,沒有異常的微波輻射。

威爾士加的夫大學的天文學家簡·格里夫斯說:“在一種類似福爾摩斯的方法中,我們可以肯定地說,能夠產生這種微波輝光的最佳候選者是這些新形成的恆星周圍存在的納米鑽石。”

納米鑽石在太空中並不罕見。碳是銀河系中第四豐富的元素,而在隕石中經常可以發現納米鑽石。我們不知道它們是如何形成的,儘管宇宙碰撞和超新星衝擊波是兩種可能的解釋。

另一種假設是,鑽石顆粒可以在原行星盤內部形成,可能是由碳原子的過熱蒸汽形成的,就像製造工業納米金剛石的化學氣相沉積方法一樣。

根據研究人員在他們的三顆小恆星周圍觀察到的紅外信號,大約1%到2%的原行星盤中的碳形成了納米鑽石。

這一發現可以幫助天文學家研究早期宇宙。如果宇宙在大爆炸後以比光速還快的速度膨脹,就會在宇宙微波背景中留下奇怪的兩極分化。

國家射電天文臺的天文學家布萊恩·梅森解釋說:“旋轉的納米鑽石發出的信號充其量只能是微弱的極化。”

“這意味著天文學家現在可以更好地模擬來自銀河系的前景微波光,為了研究大爆炸遙遠的餘輝,必須將其移除。”

它甚至可能為我們太陽系的形成提供一些線索,因為我們發現的納米金剛石與隕石中的類似。

這項研究發表在《自然天文學》雜誌上。

原行星盤

原行星盤是在新形成的年輕恆星(如金牛座T)外圍繞的濃密氣體,因為氣體會從盤的內側落入恆星的表面,所以可以視為是一個吸積盤。但是,不能將這個過程與恆星形成時的吸積混淆在一起。


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