Химики выяснили причину незелености хвостов комет
Химики лабораторным путем подтвердили высказанную 90 лет назад гипотезу о том, что фотодиссоциация молекул диуглерода, которые отвечают за зеленоватый цвет комы комет, не позволяет им достигать хвостов, из-за чего те не обладают зеленым цветом. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Диуглерод (C 2) представляет собой двухатомную молекулу, не существующую при обычных условиях, которая обнаруживается в пламени, электрической дуге, кометах, углеродных звездах и диффузной межзвездной среде. Еще в 1868 году ученые определили, что диуглерод отвечает за зеленый цвет комы комет вблизи их ядра, образуясь в ходе распада более крупных органических молекул, однако он не регистрируется в хвостах. В 1930-х годах было высказано предположение, что это происходит из-за фотодиссоциации диуглерода под воздействием солнечного излучения, а время жизни кометного C2 оценивается в 105 секунд на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца. Однако эту теорию было крайне трудно проверить на практике.
Группа химиков во главе с Тимоти Шмидтом (Timothy W. Schmidt) из Университета Нового Южного Уэльса впервые подтвердила механизм фотодиссоциации C2 в лабораторных условиях. Диуглерод получался путем фотолиза ультрафиолетовым лазерным излучением тетрахлорэтилена (C2Cl4) в вакуумной камере, затем полученный пучок молекулярного газа подвергался облучению лазерным излучением на длине волны 201,5 нанометров, что приводило к возбуждению молекул диуглерода и их частичной диссоциации. Возникающие атомы углерода исследовались при помощи третьего лазера методом резонансной многофотонной ионизации.
Исследователям удалось непосредственно наблюдать фотодиссоциацию C2. Энергию диссоциации связи оценили в 602,804 килоджоуля на моль, а время жизни С2 — в 1,6×105 секунд, что согласуется с данными наблюдений за кометами. Для разрыва связи атомов в C2 с помощью солнечного излучения молекула должна поглотить два фотона и совершить два запрещенных перехода. Таким образом, фотодиссоциация диуглерода действительно ответственна за тот факт, что эти молекулы не достигают области хвостов комет, а существуют лишь в их комах.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы уличили в смене окраски ядро кометы Чурюмова — Герасименко.
Александр Войтюк
Это молодые звезды, еще не вышедшие на главную последовательность
Астрономы нашли наблюдательные доказательства того, что одним из типов неопознанных космических источников высокоэнергетического гамма-излучения могут быть молодые звезды типа Т Тельца в областях звездообразований. Гамма-кванты рождаются во время очень мощных рентгеновских вспышек на таких звездах. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Молодые звездные объекты малой массы способны генерировать рентгеновское излучение, причем их активность в этом плане может быть больше, чем у звезд главной последовательности. В частности, звезды типа Т Тельца обычно демонстрируют быстропеременное жесткое рентгеновское излучение. Предполагается, что мощные рентгеновские мегавспышки, иногда возникающие на таких объектах из-за пересоединения магнитных силовых линий и нагревающие плазму, могут быть идеальными кандидатами в зоны ускорения частиц до релятивистских энергий и, как следствие, источниками гамма-излучения. Если эта идея, выдвинутая в 2011 году, верна, то можно объяснить природу ряда неопознанных источников гамма-излучения, найденных космическим телескопом «Ферми» в областях звездообразования Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Агостиной Филокомо (Agostina Filócomo) из Университета Насьональ де Рио-Негро — Седе Атлантика (UNRN — Sede Atlántica) представила наблюдательные доказательства этой теории. Она проанализировала данные наблюдений за источниками гамма-квантов в диапазоне энергий от ста мегаэлектронвольт до трехсот гигаэлектронвольт в отражательной туманности NGC 2071 в созвездии Ориона, полученные за 14 лет работы телескопа «Ферми» Ученые определили со статистической значимостью 3,2 сигмы, что в туманности есть непостоянный по времени (был активен около двух лет) источник гамма-излучения, порождавший кванты с энергиями выше ста гигаэлектронвольт. NGC 2071 представляет собой область звездообразования, содержащую популяцию протозвезд малой массы, поэтому исследователи считают, что именно мегавспышки звезд Т Тельца могут порождать высокоэнергетическое гамма-излучение. Оценка частоты подобных явлений — одно каждые 13,2 года при энергии вспышек 1037—1038 эрг. Однако стоит отметить, что, хотя в настоящее время это единственный сценарий, хорошо объясняющий данные наблюдений, он требует дальнейшей наблюдательной проверки. Ранее мы рассказывали о том, как выглядят пылевые «крылья» у звезды типа Т Тельца.
