宇宙中的量子过程创造了出乎意料的化学

结果发现在空间中可能存在有机化学反应,我们甚至不知道. 这听起来模棱两可,因为宇宙很大,但科学家有足够的能力知道哪些元素可以自发形成,哪些元素不能形成. 2012年,科学家从距离地球600光年的珀耳修斯分子云中发现了含有碳,氢和氧的甲氧基团分子. 然而,科学家们无法在实验室中再现出这些分子,使得试剂能凝聚在尘粒上,从而使这些分子的形成过程成为秘密.



答案是在量子奇数中找到的,这些奇数奇数允许分子在空间中形成,这违背了化学的古典规则. 简言之,星际空间是一种量子化学实验室,可以产生天文学家在空间所发现的一系列多样的有机分子.



由于分子气体的星际云中温度寒冷,大多数化学反应的活化障碍似乎过高. 低温阻止了分子在太空中漂移,从而无法获得断裂结合所需的能量,但随着不同的分子粘接到宇宙尘埃表面,某些反应仍然可能发生. 它们可能有足够的时间获得它们反应所需的能量.

"有一个定律说,如果你降低温度,反应速率会放慢"利兹大学的杜安·赫德(Duane Heard)说.

但甲氧基也可以通过将存在于空间的羟基和甲醇气体结合,通过量子隧道过程,使羟基有机会"穿透"能量屏障而不是克服. 赫德和他的同僚们发现,尽管有屏障的存在,羟基(OH)和甲醇——太空中最丰富的有机分子之一——之间的反应速率几乎是-210摄氏度高于-73摄氏度的两个数量级. 在低温下,分子减速后,通地道的机会会增加.

"在正常的温度下,它们只是相撞了,但是在低温下,它们会在一起相伴一阵子",Heard说.

团队也注意到了由氢相接复合体的形成所形成的激进的甲氧基分子的形成,它活得足够长,可以通过量子机械地道. 他们得出结论,这种由OH组氧化出有机分子的地道机制在低温的星际条件下很普遍. 使用量子地道进行的反应比正常室温下的反应快50倍. 空地比-210摄氏度要冷得多,但在星际尘埃的云层中,这种温度很可能发生.

“我们显示空间中可能存在有机化学反应,

上面的图像显示了普朗克航天器所取微波长度的珀尔修斯分子云,它看到电子通过银河运动,以及星光如何使尘埃温暖. 这些星际介质的部件在微波波波长上研究了几十年. 已知电能主要会放出无线电波(低频率),而尘粒会放出远红外光谱(高频率).

1990年,有无法解释的辐射被称作"异常微波辐射". 关于它的起源,已经提出了好几种理论,但现在普朗克低频仪器的波长覆盖是观测和定性这种辐射的理想.

其优点在于普朗克的仪器组合对波长的涵盖范围要广泛得多,使得异常辐射能够被分解成组件并更好地理解其成分. 回顾科学家在辐射分析的基础上对深空物体的化学成分作出结论。

曼彻斯特大学的克莱夫·迪金森(Clive Dickinson)说, “目前,我们几乎可以肯定,辐射是由于纳米级尘埃粒子的自转,其自转速度高达每秒一千万次。 ” 这些是已知最小的尘粒,含有10到50个原子;当它们与原子或光子相撞时会旋转,在10到60GHz的频率下会发出辐射.

最近,"星尘"探测器从星际空间捕获了7个相类似的粒子. 科学家们正在获得越来越多的数据来仔细分析深空的各种元素.



资料来源:http://hi-news.ru/space/kvantovye-processy-kosmosa-rozhdayut-neozhidannuyu-ximiyu.html。

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