なぜ彗星の頭は緑色になりますが、尾は緑色になりませんか？科学者たちは今、この謎を解き明かしました。この謎は、100年近くも解明されていません。
時折、氷、塵、岩で構成される彗星が、カイパーベルトとオールトの雲から到着します。これは、46億年の太陽系の形成の残骸です。
彼らは空を横切るときに色とりどりの変容を遂げ、多くの彗星の頭は太陽に近づくにつれて明るくなる輝く緑を帯びています。しかし、奇妙なことに、その緑の色相は、彗星の後ろに続く1つまたは2つの尾に達する前に消えていきます。
天文学者、物理学者、化学者は、ほぼ1世紀の間、この謎に戸惑っていました。 1930年代に、物理学者のGerhard Herzbergは、この現象は、日光と彗星の頭の中の有機物との相互作用によって形成される化学物質である二原子炭素（二炭素またはC2とも呼ばれる）を破壊する日光によるものであると示唆しましたが、二炭素は不安定であるため、理論をテストすることは困難でした。
国立科学アカデミー（PNAS）の議事録に掲載された、UNSWの科学者による新しい研究は、実験室でこの化学反応をテストする方法をついに発見しました。したがって、90年前の理論が正しいことを証明します。
「私たちは、二炭素が太陽光によって切断されるメカニズムを示しました」と、UNSWサイエンスの化学教授で研究の筆頭著者であるティモシーシュミットは述べています。
「これは、彗星が太陽に近づくにつれて、緑色のコマ（コアを取り巻くガスと塵のぼやけた層）が収縮する理由と、彗星の尾が緑色でない理由を説明しています。」
パズルの中心にいるキープレーヤーである二炭素は、反応性が高く、多くの彗星が緑色に変わる原因となっています。それは2つの炭素原子で構成されており、星、彗星、星間物質などの非常にエネルギーの高い、または低酸素の環境でのみ見つけることができます。
二原子炭素は、彗星が太陽に近づくまで存在しません。太陽が彗星を加熱し始めると、氷床コア上の有機物が蒸発してコマに変わります。次に、太陽光がこれらの大きな有機分子を分解して二炭素を生成します。
UNSWの研究チームは、彗星が太陽に近づくと、極紫外線が「光分解」と呼ばれるプロセスで太陽が最近作成した二原子炭素分子を分割することを示しました。
このプロセスは、二原子が核から遠くに移動する前に二炭素を破壊し、その結果、緑のコマがより明るく、よりきつくなり、緑の色合いが彗星の尾に到達することはありません。
この化学的相互作用は、ここ地球で最初に研究されました。
「ゲルハルトヘルツベルクは優れた物理学者であり、1970年代にノーベル化学賞を受賞しました。彼が理論化したことの1つを証明できることは非常に興味深いことです」と研究者たちは言います。
二原子炭素を15年間研究しているティモシー・シュミット教授は、結果は二原子炭素と彗星の両方をよりよく理解するのに役立つと言います。
「二原子炭素は、彗星の核に凍結されたより大きな有機分子の崩壊によって形成されます。これは、生命の成分である分子のタイプです」と彼は言います。
「その寿命と崩壊を理解することで、彗星からどれだけの有機物が蒸発するかをよりよく理解することができます。そのような発見は、いつか私たちが他の宇宙の謎を解くのに役立つかもしれません。」
この研究は、全米科学アカデミー（PNAS）の議事録に掲載されました。
2021-12-25 23:32:19
著者: Vitalii Babkin