科学家们发现旋转纳米米德斯周围的星星

这是纳米级钻石的艺术家印象，围绕着银河系的年轻明星。最近的GBT和ATCA观察已经确定了钻石灰尘的Telltale无线电信号在3个这样的恒星中，这表明它们是所谓的异常微波排放的来源。S. Dagnello，Nrao / Aui / NSF

几十年来，天文学家已经困扰了从银河系中许多地区发出的特殊类型微弱的微波光源的精确来源。被称为异常的微波发射（AME），这种光来自通过快速纺丝纳米颗粒释放的能量 - 物质的比例如此之小，它们通过普通显微镜缩小检测。（平均打印页面上的时间为约500,000纳米。）

“虽然我们知道某些类型的粒子负责这种微波炉，但其精确的来源是一个谜题，因为它首次检测到20年前近20年前，”威尔士·威尔士大学的天文学家和领先作者的天文学家说纸张宣布这一结果是自然的天文学。

到目前为止，这种微波排放最有可能的罪魁祸首被认为是一类称为多环芳烃（PAHS） - 碳基的有机分子 - 在整个星际空间中发现的碳分子，并被截然不同而微弱的红外（IR）光识别他们发出了。纳米二胺 - 特别是氢化纳米金刚石，在其表面上具有氢含氢分子的那些繁殖 - 在光谱的红外部分中也自然地发射，但在不同的波长下。

一系列与国家科学基金会的绿色银行望远镜（GBT）在西弗吉尼亚州和澳大利亚望远镜紧凑型阵列（ATCA）的观察结果 - 首次 - 在三个清晰的AME光源中归巢，这是围绕着年轻的原始磁盘恒星称为V892 TAU，HD 97048和MWC 297。GBT观察到V892 Tau，ATCA观察到另外两个系统。

“这是来自原文象磁盘的异常微波排放的第一次清楚地检测，”大卫·弗雷德·纸张和天文学家的同性恋者，与绿色银行天文台。

天文学家还要注意，来自这些系统的红外光与纳米金刚石的独特签名相匹配。然而，整个银河系中的其他原主象磁盘具有PAH的明显红外签名，但没有显示AME光的迹象。

这强烈表明，PAHS不是异常微波辐射的神秘来源，因为天文学家曾经想过。相反，氢化纳米金刚石，其在原生型盘中的天然形成，并且在地球上的陨石中发现是我们银河系中最有可能的AME光源。

“在一种夏洛克福尔摩斯的方法中消除了所有其他原因的方法，我们可以自信地说，能够生产这种微波发光的最佳候选者是纳米金刚的存在，这些是这些新形成的星星周围的存在，”Greaves说。基于他们的观察，天文学家估计这些原始磁盘中的总碳的占总碳的1-2％已经形成为形成纳米金刚石。

在过去的几十年里，原文象磁盘纳米金刚石的证据已经增长。然而，这是纳米金刚胺和AME之间的第一种明确连接。

统计模型也强烈支持纳米金刚石在婴幼儿恒星丰富的前提，并负责那里发现的异常微波排放。“这一联系是由于机会，这一联系的机会有一个，”Frayer说。

对于他们的研究，天文学家使用GBT和ATCA在银河系中调查14个年轻星，以获得异常微波排放的暗示。在14颗恒星中有3个清楚地看到了AME，这也是14的唯一3颗星，显示了氢化纳米胺的IR光谱特征。“事实上，这些是如此罕见，”笔记Greaves“，”没有其他年轻的明星都有确认的红外印记。“

这种检测对宇宙学的研究具有有趣的影响以及我们宇宙从通胀时期开始的证据。如果在大爆炸后立即，我们的宇宙在宇宙微波背景的特殊极化中，我们宇宙大大超出了光速，这是一种通货膨胀时期的痕迹。虽然这种极化签名尚未被发现，但是，Greaves和她的同事的工作就会有一些希望。

“这对那些研究宇宙微波背景的极化的人来说是个好消息，因为来自旋转纳米金刚石的信号充其量是弱极化的，”国家射频天文学天文学和纸张同志的天文学家布莱恩梅森说。“这意味着天文学家现在可以从我们的银河系中制作更好的前景微波光模型，这必须被移除以研究大爆炸的遥远余辉。”

纳米金刚胺可能在高通电的星形区域中的碳原子的过热蒸汽形成。这与在地球上创建纳米金刚石的工业方法不同。

在天文学中，纳米金刚石特别特别是它们的结构产生所谓的“偶极矩” - 原子的排列，其允许它们在旋转时发射电磁辐射。因为这些颗粒非常小 - 小于原始圆盘中的正常灰尘颗粒 - 它们能够特别快速地旋转，微波范围内的发射辐射，而不是在仪表波长范围内，其中银河系和白乳齿辐射可能会淹没。

“这是一个很酷而意外的分辨率，对异常微波辐射的难题，”结束了。“通过查看原始磁盘，脱灯阐明了包括我们自己的早期太阳能系统的化学特征，更有趣。”

“这是一个令人兴奋的结果，”曼彻斯特大学共同作者安娜SCAIFE。“你往往发现自己对着名曲调施加新的话语，但是”天空中的钻石在天空中“似乎是总结我们的研究的周到。”

未来厘米波仪器，如计划的频段1个接收器和下一代非常大的阵列，将能够更详细地研究这种现象。现在有一个物理模型，并且是第一次清晰的光谱签名，天文学家希望我们的理解能够快速提高。

出版物：J. S.Greaves等，“来自旋转纳米金刚的异常微波排放，”自然天文学（2018）