pic100 发表于 2023-8-7 22:46:34

为什么彗星会携带大量有机物?

常听说彗星上携带着大量有机物,撞击行星会给行星带去生命。那么彗星上为何会存在大量有机物呢?

tianyahaig2000 发表于 2023-8-7 22:47:33

困扰科学家90年 彗星头部发绿光之谜终获解



常见的彗星为什么只有头部是绿色,而彗尾不会呈现绿色?这个问题困扰了科学家90多年,最近一份研究终于找到了答案。
太阳系内已经确定的彗星大约有3700多颗,不过科学家估计实际数字比这大得多。一般来说,彗星的彗核有10公里宽,不过外面包裹的气体层宽度通常是彗核宽度的千倍以上。
彗星通常是从太阳系内的柯伊伯带或奥尔特云区域内飞出的冰球,它们是46亿年前、太阳系形成初期孕育诞生了各种天体之后剩下的“边角料”。
很多彗星从地面上肉眼可见,幸运的人们会看见它们划过夜空。仔细观测发现,它们的颜色有个类似的变化规律:很多彗星头部呈现绿色,而且越接近太阳绿色越明显;可奇怪的是,绿色向尾部逐渐过渡变淡,到了彗尾部分绿色就完全消失了。
上世纪30年代的时候,物理学家格哈德·赫茨伯格提出的理论认为,这是阳光破坏了一种名为双原子碳的物质结构导致的。可是由于双原子碳极不稳定,当时的技术无法验证这一理论。
一份研究终于解开了这个谜团,既解释了为什么多数彗星头部呈现绿色,也解释了为什么绿色到了彗尾就消失了。
这份研究通过实验证实,双原子碳是呈现绿色的关键物质。彗星在接近太阳的过程中,其冰核内的有机物受热气化后浮到彗星的表面,也就是彗发部位。阳光分解这些有机物大分子,产生双原子碳,所以多数彗星的头部呈现绿色。
同时这份研究还发现一个名为光解离的过程:当彗星距离太阳更近的时候,强烈的紫外线开始分解刚产生的双原子碳,使得绿色物质变少,它们抵达不了彗尾就已经消散了。
研究人员在地面的实验环境下模拟了彗星内有机物所处的环境,从而证实了这个过程。
他们用一道高能紫外线激光照射有机物大分子全氯乙烯​​。这的确将其分解产生了双原子碳。
他们把生成的双原子碳送入一个大约两米长的真空密闭室,再用两道紫外线激光照射这些双原子碳。一道是模拟彗星更接近太阳的时候受到更强的紫外线辐射;另一道通过探测里面碳原子之间绑定的力度,了解双原子碳被分解的情况。
这个实验很复杂,他们花了九个月的时间准备,才看到了结果。三道激光都是不可见光,所以需要很多摸索的过程。
这是第一次观测到这个化学反应过程。上世纪30年代提出的谜团现在终于解开了,这个结果相当令人满意。

jakcy 发表于 2023-8-7 22:47:38

宇宙里最多的就是氢占七成以上,其次是氦,再次是氧然后就是碳,再往后排氖和氮也算一号。
氦氖不用说了,稳如狗,永远孤零零的飘荡。
氧、碳和氮呢,在含有大量氢核的太阳风的枪林弹雨下,跟氢结合的机会要远大于遇到同类的机会。
于是宇宙中最常见的化合物——水、甲烷、乙炔和氨就诞生了。
太阳系内层,在太阳风的吹拂下,只有铁镍以及硅酸盐等沸点高得离谱的才不会升华成气态。
除了被行星或者小行星庇护下的,太阳系内层的水、甲烷、乙炔和氨等分子没有机会凝聚在一起,都以及其稀薄的气态形式被太阳风向外吹拂。
在寒冷昏暗的太阳系外层,太阳风渐弱,和引力逐渐平衡,这些小分子终于有机会凝聚下来,和尘埃混合在一起聚集成“脏雪球”。

卡珊德拉 发表于 2023-8-7 22:48:19

事实上,有机物是宇宙间广泛分布的一类物质,彗星上有一点都不奇怪。
有机物其实可以叫碳氢化合物及其衍生物。在很多条件下很容易就能合成出有机物。比如最简单的甲烷,在催化剂条件下二氧化碳和氢气就可以直接合成,高温下碳蒸气与氢气也会形成甲烷,还有闪电等等自然作用也会将无机物合成为有机物。比如边远的天王星和土卫六上就有大量的甲烷存在,这也说明了有机物在宇宙中并非什么稀奇的物质。
再说回来,生命其实不需要由彗星带来,地球自身的条件完全可以自行完成。彗星能带来的,或许是外太空某个地方已经形成的既有生命。比如有可能地球上第一个细胞来自于一颗彗星上。但这并非是必要的,所以这种说法欠妥。
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