天文学家在太空中发现碳化硅

时间：2021-10-27 14:24:58 来源：

碳星RW Leo的深层光学图像，显示了其周围信封的痕迹。

经过数十年的猜测和搜索，天文学家已经发现了太空中重要的成尘分子Si-C-Si（碳化二硅）。

恒星之间的空间不是空的-它包含大量的弥散物质，占我们银河系总质量的5-10％。大部分材料是气体，但是这种物质的大约1％（在天文术语中很多）采取微小的尘埃颗粒形式，这些尘埃颗粒主要由硅酸盐（沙子也是硅酸盐）制成，尽管颗粒也可以由碳和其他物质组成。元素。尘粒包含宇宙中许多重要元素的大部分，例如硅，碳和铁。他们还扮演着至关重要的角色。它们对星际介质中发生的化学反应至关重要，因为气体分子的表面可以与其他分子发生反应。它们吸收紫外线和光学光，以红外线的形式重新释放能量，因此它们都限制了天文学家可以看到的东西，并控制了星际介质中的大部分能量平衡。尤其重要的是，在恒星演化的早期阶段，尘埃会凝结成大块，这是形成行星的第一步。

这些尘埃是从哪里来的？星际谷物是通过两种主要的来源合成的：一类正在演化的恒星的内部风和超新星的喷射。谷物由分子种子形成。在进化的恒星中，这类种子可能是诸如TiO，VO，ZrO，C_2，CN或C_3之类的分子，这些分子已经有一百多年的历史了。超新星也有许多可能的组成元素。因为一氧化碳（CO）分子非常稳定，所以它几乎消耗掉了所有的碳或氧（无论哪一种都不太丰富）。因此，如果氧的含量不及碳，则有一些碳残留且可用于谷物。富含碳的恒星就是具有过量碳的恒星。尘埃是由成核种子形成的，这些成核种子通过许多仍然十分神秘的步骤凝结在其上，随着分子的凝结而生长，这不仅是形成成核种子的第一步。

预测一种可能的种子是分子Si-C-Si（碳化二硅），但从未在太空中发现它。已经发现了类似的分子，例如Si-C-C（SiC_2），并且SiC分子和晶粒都是已知的，因此寻找碳化硅的研究已经进行了数十年。现在，CfA天文学家Mike McCarthy，Carl Gottlieb，Nimesh Patel，N。Reilly和Ken Young及其同事报告说，在演化的富碳恒星RW Leo的扩展大气中检测到112种碳化硅的转变。他们的成功很大程度上归功于他们自己的新实验室测量结果，这些测量结果确定了线路频率的更准确值。然后，研究小组使用亚毫米波阵列和IRAM亚毫米波望远镜搜索RW Leo，后者因拥有丰富的含碳分子家族而闻名。

碳化硅的观察结果与化学模型的预期结果吻合良好（尽管不是完美的），这为理论提供了可信度，但强调了对源模型的一些必要修正。该分子中该分子的含量大约是其表亲SiC_2的十倍。这两个分子被认为是恒星环境中尘埃形成部分中含量最多的硅碳物质，它们无疑在制造尘埃颗粒中起着关键作用。

出版物：J. Cernicharo等，“” IRC + 10216中SiCSi的发现：SiC键的气体和粉尘载体之间缺少联系， ApJ Letters，2015年； 806 L3 doi：10.1088 / 2041-8205 / 806/1 / L3

图像：伊赞·利奥超大望远镜

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