혜성의 머리는 녹색일 수 있지만 꼬리는 그렇지 않은 이유는 무엇입니까? 과학자들은 이제 거의 100년 동안 풀리지 않은 채로 남아 있던 이 미스터리를 풀었습니다.
때때로 얼음, 먼지 및 암석으로 구성된 혜성이 카이퍼 벨트와 오르트 구름에서 도착합니다. 이는 46억 년 전 태양계 형성의 잔재입니다.
그들은 하늘을 가로지르면서 다채로운 변태를 겪으며, 많은 혜성의 머리가 태양에 접근함에 따라 밝아지는 빛나는 녹색을 띠게 됩니다. 그러나 이상하게도 그 녹색 색조는 혜성 뒤에 오는 하나 또는 두 개의 꼬리에 도달하기 전에 사라집니다.
천문학자, 물리학자, 화학자는 거의 한 세기 동안 이 신비에 대해 의아해했습니다. 1930년대에 물리학자 Gerhard Herzberg는 이 현상이 태양광이 혜성의 머리에 있는 유기물과 햇빛의 상호작용에 의해 형성된 화학물질인 이원자 탄소(이탄소 또는 C2라고도 함)를 파괴하기 때문이라고 제안했습니다. 이론은 검증하기 어려웠다.
미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표된 UNSW 과학자들의 새로운 연구는 마침내 실험실에서 이 화학 반응을 테스트하는 방법을 찾았고, 따라서 90년 된 이론이 옳았다는 것을 증명했습니다.
UNSW Science의 화학 교수이자 이번 연구의 수석 저자인 Timothy Schmidt는 “우리는 이탄소가 햇빛에 의해 절단되는 메커니즘을 보여주었습니다.
"이것은 혜성이 태양에 접근함에 따라 핵을 둘러싼 가스와 먼지의 퍼지 층인 녹색 혼수 상태가 왜 수축하는지와 혜성의 꼬리가 녹색이 아닌 이유를 설명합니다."
퍼즐의 중심에 있는 핵심 플레이어인 이탄소는 반응성이 높으며 많은 혜성이 녹색으로 변하는 원인이 됩니다. 그것은 두 개의 탄소 원자로 구성되어 있으며 별, 혜성 및 성간 매질과 같은 극도로 에너지가 넘치거나 산소가 낮은 환경에서만 발견될 수 있습니다.
다이카본은 혜성이 태양에 접근할 때까지 존재하지 않습니다. 태양이 혜성을 가열하기 시작하면 얼음 코어의 유기물이 증발하여 혼수 상태가 됩니다. 그런 다음 햇빛은 이 더 큰 유기 분자를 분해하여 이탄소를 생성합니다.
UNSW 연구팀은 혜성이 태양에 접근함에 따라 극자외선 복사가 태양이 최근에 생성한 이탄소 분자를 "광해리"라고 불리는 과정에서 분할한다는 것을 보여주었습니다.
이 과정은 다이카본이 핵에서 멀어지기 전에 파괴되어 녹색 혼수 상태가 더 밝아지고 단단해지며 녹색 색조는 혜성의 꼬리에 도달하지 않습니다.
이 화학적 상호작용은 지구에서 처음 연구되었습니다.
“Gerhard Herzberg는 뛰어난 물리학자였으며 1970년대에 노벨 화학상을 받았습니다. 그가 이론화한 것 중 하나를 증명할 수 있다는 것은 꽤 흥미로운 일입니다.”라고 연구원들은 말합니다.
15년 동안 이탄소를 연구해 온 Timothy Schmidt 교수는 이번 결과가 이탄소와 혜성을 더 잘 이해하는 데 도움이 된다고 말했습니다.
"이탄소는 혜성의 핵으로 얼어붙은 더 큰 유기 분자의 붕괴에 의해 형성됩니다. 이는 생명의 구성 요소인 분자 유형입니다."
“수명과 붕괴를 이해함으로써 우리는 혜성에서 얼마나 많은 유기 물질이 증발하는지 더 잘 이해할 수 있습니다. 그러한 발견은 언젠가 우리가 다른 우주 미스터리를 푸는 데 도움이 될 것입니다."
이번 연구는 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.
2021-12-25 23:32:19
작가: Vitalii Babkin