철은 우주에서 가장 풍부한 원소 중 하나이며 수소, 산소 및 탄소와 같은 가벼운 원소와 함께 있습니다. 성간 공간에는 가스 형태의 철분이 풍부해야합니다. 왜 천체 물리학자가 우주를 들여다 볼 때 왜 그렇게 적은 것이 보입니까?
우선, 철분이 풍부한 이유가 있으며, 이는 철 피크라고 불리는 천체 물리학의 것과 관련이 있습니다.
우리 우주에서 수소와 헬륨 이외의 원소는 별의 핵 합성에 의해 만들어집니다. 수소, 헬륨 및 일부 리튬 및 베릴륨은 빅뱅 핵 합성에서 만들어졌습니다. 그러나 원소는 같은 양으로 만들어지지 않습니다. 이것을 보여주는 데 도움이되는 이미지가 있습니다.
철 피크의 이유는 핵융합 및 핵분열에 필요한 에너지와 관련이 있습니다.
철보다 가벼운 원소의 경우, 왼쪽에서 융합은 에너지를 방출하고 핵분열은 그것을 소비합니다. 철보다 무거운 원소는 그 반대가 사실입니다. 에너지를 소비하는 핵융합과 그것을 방출하는 핵분열입니다. 그것은 원자 물리학에서 결합 에너지라고 불리는 것 때문입니다.
별과 원자 에너지를 생각하면 말이됩니다. 우리는 핵분열을 이용하여 철보다 훨씬 무거운 우라늄이있는 원자력 발전소에서 에너지를 생산합니다. 별은 수소보다 철을 사용하여 훨씬 더 가벼운 핵융합 에너지를 생성합니다.
별의 일상 생활에서 철까지의 원소는 핵 합성에 의해 생성됩니다. 철보다 무거운 원소를 원한다면 초신성이 일어날 때까지 기다려야하고 초신성 핵 합성을 가져야합니다. 초신성은 드물기 때문에 무거운 요소는 밝은 요소보다 드물다.
핵 물리학 토끼 구멍을 내려가는 데 엄청난 시간을 할애 할 수 있으며, 그렇게하면 엄청난 양의 디테일을 경험하게됩니다. 그러나 기본적으로 위의 이유로 철은 우리 우주에서 상대적으로 풍부합니다. 안정적이며 철을 더 무거운 물체에 녹이려면 엄청난 양의 에너지가 필요합니다.
왜 볼 수 없습니까?
우리는 단단한 형태의 철이 우리와 같은 행성의 핵심과 껍질에 존재한다는 것을 알고 있습니다. 또한 우리는 태양과 같은 별에서 기체 형태로 일반적이라는 것을 알고 있습니다. 그러나 그것은 가스 형태의 성간 환경에서 일반적이어야하지만 우리는 그것을 볼 수 없습니다.
우리는 그것이 있어야한다는 것을 알고 있기 때문에 다른 프로세스 나 고체 형태 또는 분자 상태로 싸여 있다는 의미입니다. 과학자들은 수십 년 동안 연구를 해왔지만 태양 풍부 패턴에서 네 번째로 풍부한 요소 여야하지만 그것을 찾지 못했습니다.
지금까지.
이제 애리조나 주립 대학 (Arizona State University)의 우주인 과학자 팀이 잃어버린 철의 신비를 풀 었다고 말합니다. 그들은 철이 pseudocarbynes라고 불리는 것들에서 탄소 분자와 결합하여 명백히 숨겨져 있다고 말합니다. 그리고 pseudocarbynes는 스펙트럼이 공간이 풍부한 다른 탄소 분자와 동일하기 때문에보기 까다 롭습니다.
과학자 팀에는 ASU 분자 과학 대학의 부교수 인 필라 라세티 타라 케쉬와 르 (Piralasetty Tarakeshwar)가 포함됩니다. 다른 두 멤버는 Peter Buseck과 Frank Timmes이며 ASU의 School of Earth와 Space Exploration에 있습니다. 이 논문의 제목은“성간 매체에서 철의 의사 카르 빈의 구조, 자기 특성 및 적외선 스펙트럼”이라는 제목으로 천체 물리학 저널에 실 렸습니다.
Tarakeshwar는 보도 자료에서“우리는 성간 매체에 널리 퍼질 가능성이있는 새로운 종류의 분자를 제안하고있다.
연구팀은 기체 철에 초점을 맞추 었으며, 그 중 몇 개의 원자 만이 탄소 원자와 어떻게 결합 할 수 있는지에 초점을 맞추었다. 철은 탄소 사슬과 결합하여 생성 된 분자는 두 원소를 모두 포함합니다.
또한 스타 더스트와 운석에서 철 원자 클러스터의 증거를 조사했다. 극도로 추운 성간 공간에서이 철 원자는 일종의 탄소에 대한“응축 핵”과 같은 역할을합니다. 다양한 길이의 탄소 사슬이 그들에 달라 붙을 것이고, 그 과정은 가스 철로 생성 된 것과 다른 분자를 생성 할 것입니다.
우리는 철분이없는 탄소 분자로 가장하기 때문에이 분자에서 철을 볼 수 없었습니다.
타라 케 쉬워 (Tarakeshwar)는 보도 자료에서“우리는이 분자들의 스펙트럼이 어떻게 보이는지 계산했으며, 철이없는 탄소 사슬 분자와 거의 동일한 분광 특성을 가지고 있음을 발견했다”고 말했다. 그는이 때문에“이전의 천체 물리학 적 관측은 이러한 탄소-플러스-철 분자를 간과 할 수 있었다”고 덧붙였다.
버키볼과 모토 볼
그들은 "부족한"철을 발견했을뿐만 아니라, 우주에서 불안정한 탄소 사슬 분자가 풍부하다는 또 다른 오래 지속되는 미스터리를 해결했을 수도 있습니다.
9 개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄소 사슬은 불안정하다. 그러나 과학자들이 우주를 조사 할 때 9 개 이상의 탄소 원자를 가진 탄소 사슬을 발견합니다. 자연이 어떻게 불안정한 사슬을 형성 할 수 있었는지는 항상 미스터리였습니다.
결과적으로, 이러한 탄소 사슬에 안정성을 제공하는 것은 철입니다. Buseck은“철 클러스터를 추가함으로써 더 긴 탄소 사슬이 안정화된다”고 말했다.
뿐만 아니라,이 발견은 나프탈렌이 친숙한 예인 나프탈렌과 같이 우주에서보다 복잡한 분자를 형성하기위한 새로운 경로를 열어줍니다.
Timmes는“우리의 연구는 9 개 이하의 탄소 원자를 포함하는 분자와 C60 벅 민스터 풀러렌 (Buckyballs)으로 잘 알려진 복잡한 분자 사이의 하품 격차를 해소하는 새로운 통찰력을 제공한다”고 말했다.
출처 :
- 보도 자료 : 성간 다리미가 사라지지 않고 눈에 잘 띄지 않습니다.
- 연구 논문 : 성간 매질 내 철 슈도 카르 빈의 구조, 자기 적 성질 및 적외선 스펙트럼
