虐心小说,激动!全宇宙的第一个化学反应产物,总算被科学家找到了!,勇气

admin 2019-04-20 阅读:432
隐婚100

作者:鞠强

修改:Yuki

假如有人问道:世界中发作的榜首个化学反应的产品是什么?

信赖就算是学过多年化学的人,大多都会瞬间一脸懵:这个问题有点难啊?化学教师如同没教过啊?

答不上来不要紧。

其实,这不赖化学教师,长期以来,连科学家们都不知道这个产品终究藏在世界中的什么地方。

但毕竟挂着“榜首”的名号,这个产品尤为重要,因而,地理学家们花了几十年的时刻,在苍茫世界中孜孜不倦地寻觅着它的身影,直到最近,他们总算如愿以偿!

2019年4月17日,一个研讨小组在《天然》(Nature)上宣告论文宣告,他们内行星状星云NGC 7027中勘探到氦合氢离子(HeH+)[1]。这是人们榜初次在现代世界中勘探到这种离子,而它,便是当之无愧的世界中榜首个化学反应的产品。

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行星状星云NGC 7谍影猎杀027和HeH+的示意图,其间红球代表氦,蓝球代表氢。来历:参阅资料[2]

HeH+怎样诞生的?

在解说科学家究竟干了什么之前,咱们略微花点时刻,回到世界的前期,来看看世界中榜首个化学反应终究是怎样回事儿。

大概是世界大爆炸后38万年的时分,阅历高温细密情况后的世界,伴随着胀大开端降温,此刻温度现已降低到4000开尔文(K)以下。这时,在大爆炸核组成时期发作的轻元素(那个时分只要氢、氦和很少的锂)的离子开端从头结合。氦离子(He2+和He+)首要与自由电子结合,构成世界中最早的中性原子。氢元素的从头结合也在随后发作。

尽管化学讲义通知咱们,氦是惰性气体,在今日地球上常温常压的条件下很难发作化学反应。可是,在世界前期阶段高温细密的环境里,情况却彻底不同,中性氦原子会与质子结合构成氦合氢离子——这就发作了世界中的榜首个化学反应,产品中包含了世界中最早的化学键

化学反应的进程,其间h是光子的能量。图片来历:参阅资优玛除疤料[1]

HeH+的结构示意图,左边为质子,右侧为氦原子,中心是化学键。图片来历:Wikimedia Commons虐心小说,激动!全世界的榜首个化学反应产品,总算被科学家找到了!,勇气

化学的拂晓就这样来了。

氦合氢离子随后会与氢原子发作相互效果,构成氢分子。氢分子是构成开端的恒星的根底。恒星又像“元素工厂”相同,制作了组成今日世界的一切元素。这些元素的美妙组合接着造就了生命,咱们才有时机在这里评论这个问题。

见证生命的萌薄庭审现场完好视频芽。图片来历:Pixabay网王之生如死般清澈

HeH+或许就在那儿,可是咱们看不到

尽管在前期宇安仔包子加盟宙的演化进程中,氦Mdoxhide合氢离子发挥着非常重要的效果,地理学家却一直没有在星际空间中勘探到它的存在,因而也无法证明化学诞生进程中这至关重要的榜首步。

形成这一情况的原因是他们运用的太空望远镜没办法把氦合氢离子的信号从其他分子宣布的稠浊信号中辨认出来。

正如这篇论文的通讯作者、德国马克斯普朗克射电地理研讨所的罗尔夫居斯腾(Rolf Gusten)所说:“数十年来,在星虐心小说,激动!全世界的榜首个化学反应产品,总算被科学家找到了!,勇气际空间中找不到这种离子存在上楼抽梯的依据将地理学置于左右为难的境地中。”[2]

早在1925年,化学家现已在实验室中组成了这种离子。可是直到20世纪70年代后期,地理学家才开端评论在天体环境中存在这种离子的可能性,并把行星状星云作为寻觅这种离子的候选区域。

行星状星云是由类似于太阳的恒星在演化晚期不断向外抛射的物质构成。这种星云不断胀大,终究抛出的气体和尘土弥散于星际空间中,仅留下中心的高温恒星。地理学家以为,行星状星云的物理条件与前期世界类似,很有可能会发作这种离子,而且密度足以被勘探到。

行星状星云NG片搜C 童晟智教7027。图片来历:Wikimedia Comyatoo鸭途官网mons

其实,地理学家在一开端就瞄准了这次发现HeH+的行星状星云NGC 7027。这个星云间隔地球3000光年,坐落天鹅座邻近。可是其时的观测并没有取得确认的成果,随后的研讨尽管暗示HeH+的存在,也仍然没有完成直接勘探。

给出答案的,是“飞机上的双头火车麦帝迈克地理台”

从2016年开端,地理学家测验借助于同温层红外线地理台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy,SOFIA)进行勘探。这是一个由美国国家航空航天局(NASA)和德国航空航天中心(German Aerospace Center,DL维美榨油机家庭用R)联合主张的空基地理台,实践是把观测设备搭载在一家波音747SP宽体客机上

你虐心小说,激动!全世界的榜首个化学反应产品,总算被科学家找到了!,勇气没看错,这便是飞翔中的同温层红外线地理台。图片来历:Wikimedia Commons

SOFIA于2010年投入运用。飞机在间隔地上14000米以上的高度飞翔,能够防止地球大气层的许多搅扰。而且比较于太空望远镜,SOFIA的一个显着的优势是在每次飞翔后,地理学家都能够及时对勘探方案进行调整并装置最新的设备。

SOFIA科学中心主任哈罗德约克(Harold York)这么点评SOFIA的效果:“氦合氢离子就躲藏在那儿,可是咱们需求正确的设备在正确的方位进行观测才干发现它,而SOFIA能够完美地做到这一点。”[2]

这次协助地理学家发现氦合氢离子的设备,便是在最近的一次设备晋级中加装的德国太赫兹频率接收器(G宇太新浪博客erman Receiver at Terahertz Frequencies,GREAT)。这台仪器有点像咱们听播送运用的收音机,地理学家将它调频到期望寻觅的这种离子的发射频率上,就像octupus咱们把收音机调台到想听的那个频道上相同mird075。

SO虐心小说,激动!全世界的榜首个化学反应产品,总算被科学家找到了!,勇气FIA在夜晚进行观测的时分,飞机上的科学家能够实时从设备上读取数据。2016年5月,SOFIA在3次飞翔中进行了观测。居斯腾庆红宝西瓜领导的研讨小组对观测虐心小说,激动!全世界的榜首个化学反应产品,总算被科学家找到了!,勇气取得的数据进行了剖析,氦合氢离子的信号就这样被终究发现。

初次发现氦合氢离子令居斯腾和许多地理学家感到激动,一场持久的搜索总算有了一个完美的结局。

在大爆炸理论的根底上,咱们构成了对前期世界化学的了解,一起推断出它怎样通过上百亿年的时刻演化成今日世界中的杂乱的化学。榜首个化学反应的呈现无疑是其间一个要害的部分。

氦合氢离子的发现打消了咱们曾有的顾忌,使得咱们能够持续信赖已有的理论,而且指引咱们去发现世界更深层次的隐秘。

咱们都是散落的星骸。现在咱们切当徐丽萩莎地知道,这个故事该从何说起。

作者手刺

参阅资料:

[1]Rolf Gusten et al, Nature , volume 568, 357–359 (2019)

[2陈庭实]https://www.nasa.gov/feature/the-universe-s-first-type-of-molecule-is-found-at-last

全世界的榜首个化学反应产品,总算被证明了!

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