银河系神秘辉光 AME 有解,研究:来自纳米钻石旋转发出的辐射

作者 | 发布日期 2018 年 06 月 12 日 14:55 | 分类 天文 , 自然科学 , 航天科技
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【Technews科技新报】20 年前,天文学家从太空中意外发现异常微波辐射(AME)后,便始终对来源感到困惑不解,现在由英国卡迪夫大学天文学家 Jane Greaves 领导的研究终于确认,这些神秘辉光是来自纳米级钻石粒子高速旋转时发出的电磁辐射。



过去天文学家早就知道,某种非常小且快速旋转的纳米粒子会带来异常微波辐射(anomalous microwave emission,AME),并本地球望远镜眼中成为某种神秘光源,但天文学家一直无法确定谁才是释放这种能量的罪魁祸首──直到现在,我们终于知道,是来自原行星盘尘埃中的金刚石纳米粒子,它们比沙粒还要小几十万倍。

原行星盘(Proplyd or Protoplanetary Disc)为围绕在新生年轻恒星外的浓密气体,其高温环境成为微小碳晶体的最佳温床。在新研究中,研究人员利用绿堤望远镜 (Green Bank Observatory)与澳大利亚望远镜致密阵列(Australia Telescope Compact Array,ATCA)分析银河系中 14 颗新生恒星,并从名为「V892 Tau」、「HD 97048」、「MWC 297」的 3 颗恒星周遭找到异常微波辐射,也只有这 3 颗恒星显现出纳米金刚石的红外光谱特征。

之前,天文学家曾推测异常微波辐射的来源最可能是多环芳香烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)有机分子,银河系许多原行星盘都有清晰的多环芳香烃红外光标记,但事实上,天文学家始终找不到这些地方同时出现异常微波辐射,表明 PAHs 不是异常微波辐射的神秘来源。

相反地,这次研究首度发现纳米金刚石的独特红外光谱特征与异常微波辐射相匹配,研究人员经过多方数据确认后,表明能产生微波辉光的最佳人选就是新生恒星周围的纳米金刚石。

基于称为偶极矩(dipole moment)的独特原子排列结构,金刚石纳米粒子在旋转时会发出电磁辐射,并导致本地球上的天文学家能探测到这种神秘辉光。这次发现对那些研究宇宙微波背景(cosmic microwave background,CMB)热辐射的天文学家来说是个大好消息,能帮助他们建立更好的模型探索早期宇宙。

研究已发布在《自然─天文学》期刊。

(首图来源:绿堤望远镜网站)

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