C60+?哈勃首次在太空發現該物質!科學界已經被它「刷屏」!

2021-01-10 遨遊世界科學

最新消息,來自美宇航局的哈勃太空望遠鏡首次在太空發現C60+!在科學界掀起了一片「生命起源論」的浪潮!那麼C60+到底是什麼梗?為什麼它能引起諸多科學家的注意並為之瘋狂?

首先,C60+,上過化學課的同學立刻就能聯想到一種分子,C代表碳,那麼C60就代表碳60,意味著由60個碳原子組成的分子。那麼這種分子有什麼特殊呢?我們知道碳元素是生命的基本元素,同時也是構成這個世界最重要的元素之一,所以由碳構成的分子很可能和生命有關,甚至為我們提供生命起源的線索!

神秘的C60+

此次哈勃發現的哈勃在太空中發現的C60+,實際上是一種特殊的C60。C60也被稱為足球烯或者巴基球亦或富勒烯,它是由碳原子組成的一種天然分子,是由60個碳原子(C60)組成的足球形狀的分子排列,外形與英國式足球相似,因此得名足球烯,而且其分子結構類似於著名思想家巴克敏斯特·富勒設計的某種圓頂,故而得名富勒烯。雖然這不是第一次在太空中發現這個奇異的分子,但這是人類第一次發現巴基球離子,所以你可以看到C60+所附帶的+號彰顯了它的特殊。

說起巴基球,即C60,美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡於2010年首次在太空中發現了固體形式的巴基球,但它們沒有帶電(離子)。而它其實是在星際介質(Interstellar Medium,ISM)中發現的,ISM是存在於太陽系之間的彌散物質,具體來說就是恆星之間的區域含有的大量瀰漫氣體雲和微小固態粒子。在大多數情況下,星際介質出現在雲狀聚集物中,有時其濃度足以形成恆星,因此ISM被認為是恆星和行星最終形成的基本物質,無數科學家想要解開其中奧秘,因為他們知道理解ISM的內容將有助於理解恆星、行星以及生命本身的起源!

此次對C60+的確認表明,即使在銀河系中密度最低、紫外線輻射最強的環境中,天體化學也可以變得多麼複雜。這不得不讓我們再次對浩瀚而神秘的宇宙充滿了敬畏和好奇!

其實科學家早在地球上也已發現了C60+,他們在巖石和礦物中發現了這種物質,在高溫燃燒產生的煙塵中也發現了這種物質。但太空中很罕見,尤其是在ISM中發現C60+的電離(帶電)形式是令人驚訝的,因為這是一個如此惡劣的環境。

太空中的C60+被恆星電離。恆星發出的紫外線從C60上奪走了一個電子,使分子帶上了正電荷。在太空中發現這些複雜的碳分子,是邁向更完整的星際介質物質目錄的一步。在此前,瀰漫性的ISM被認為是一個過於嚴酷和脆弱的環境,不可能發生大量的大分子,在發現C60之前,太空中已知的最大分子只有12個原子大小,然後C60+的發現再次刷新了我們對宇宙的認知!

神秘的碳

碳是生命的關鍵,它含量豐富,可以形成獨特多樣的化合物。在普通的地球溫度下,碳可以形成大分子聚合物。聚合物是一類具有廣泛性質的分子,在蛋白質和DNA等活體組織中起著關鍵作用。所以很難想像沒有碳的生活人類該怎麼辦。我們所知道的所有生命都是以碳為基礎的。碳是有機化學的關鍵,因為它可以形成如此多樣化和獨特的化合物家族。它能這樣做是因為它的外層含有4個電子。

由於生命是以含碳分子為基礎的,在太空中發現像C60+這樣的複雜碳分子是一個有趣的發現。在某種程度上,生命可以被認為是化學複雜性的終極產物,C60的存在明確地表明了太空環境內在的高度化學複雜性,並指出了在太空中自發產生其他極其複雜的含碳分子的可能性。

那麼科學家是如何發現C60+這個神秘分子呢?

據相關研究人員表示,ISM的主要物質是氫和氦,但是在ISM中還有許多其他未知的複雜分子,找到它們的唯一方法就是研究穿過它們的星光。ISM中的不同元素和化合物可以阻擋或吸收特定波長的星光。使用光譜分析法,科學家可以將光分解成不同的波長並對其進行檢測。隨後他們可以精確地檢測出哪些波長缺失,並推斷出相關的化學物質。

但是該研究團隊並滿足於此,他們認為C60+在銀河系中分布廣泛,只是我們沒有發現它們罷了!目前,這項研究背後的團隊希望繼續在太空中尋找巴基球,看看它們有多普遍。畢竟它們是可能提供解開生命起源線索的關鍵!

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