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          一些彗星為何發綠光?研究人員發現這種色彩輝光背后奇特的化學現象

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          日期:2021-12-28 14:23:23    來源:中國科學報    

          2014年,當洛夫喬伊彗星劃過地球時,它呈現出一種朦朧的綠色光環——這種現象也可以在其他彗星上看到。現在,研究人員首次通過實驗室研究,發現了這種色彩輝光背后奇特的化學現象。

          長期以來,科學家一直懷疑,一些彗星周圍的綠光來自一種叫做二碳(C2)的活性分子的分解。為了在實驗室中驗證這一點,研究人員使用紫外激光從氯化碳(C2Cl4)分子中剝離了氯原子,然后用高強度的光轟擊剩余的C2。他們觀察到的一些化學反應細節令人驚訝。

          這個反應需要分子吸收兩個光子,而不是吸收一個光子,然后在分子分解時發出一個綠色的光子。其中一個光子將碳分子激發到半穩定狀態,第二個光子則需要將其激發到一個能量更豐富、更不穩定的構型。研究人員在美國《國家科學院院刊》網絡版上報告說,在那里,分子會衰變并發出一種特有的綠色光子。

          在這一過程中,C2會經歷兩個通常被化學家認為被“禁止的”轉變。研究人員解釋說,這些轉變并不完全被物理定律所禁止;它們只是在實驗室里很少被觀察到,因為分子之間的距離很近,而且首先會以其他方式相互作用。然而,在彗星附近的深空中,分子間距很大,很少與其他分子或原子相互作用。

          研究小組在實驗中收集的數據表明,在地球到太陽的距離上,C2的壽命略少于2天。研究人員說,這有助于解釋為什么與分子分解有關的綠光只出現在彗星頭部周圍,而從不出現在彗尾。(李木子)

          關鍵詞: 洛夫喬伊彗星 彗星為何發綠光 彗星 二碳

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