باکی‌بال‌های کیهانی می‌توانند منبع نور مرموز مادون قرمز باشند

ممکن است دانشمندان به تازگی منبع برخی از درخشش‌های مادون قرمز مرموز شناسایی شده از ستاره‌ها و ابرهای غبار و گاز بین ستاره‌ای را ردیابی کرده باشند.

این باندهای انتشار ناشناخته فروسرخ (UIE) دانشمندان را برای دهه‌ها گیج کرده است. بر اساس یک کار نظری جدید، حداقل برخی از این باندها را می توان با بسیار یونیزه شده تولید کرد. buckminsterfullerene، که بیشتر به عنوان باکی‌بال شناخته می‌شود.

“من بسیار مفتخرم که در تحقیقات پیچیده شیمی کوانتومی که توسط دکتر سجادی انجام شد و منجر به این نتایج بسیار هیجان انگیز شد، نقش داشتم” کوئنتین پارکر اخترفیزیکدان از آزمایشگاه تحقیقات فضایی دانشگاه هنگ کنگ گفت.

“آنها ابتدا نگران هستند. اثبات نظری مبنی بر اینکه فولرن – کربن ۶۰ – می‌تواند تا سطوح یونیزاسیون بسیار بالا زنده بماند، و اکنون این کار نشان می‌دهد که امضاهای انتشار مادون قرمز از چنین گونه‌هایی با برخی از برجسته‌ترین ویژگی‌های انتشار مادون قرمز ناشناس شناخته شده تطابق بسیار خوبی دارند. این حوزه تحقیقاتی را تقویت کنید.”

Buckminsterfullerene (C_۶۰) مولکولی متشکل از ۶۰ اتم کربن است که به شکل یک توپ فوتبال یا فوتبال مرتب شده اند. در اینجا روی زمین، می‌توان آن را به‌طور طبیعی در دوده یافت، بقایای کربنی که در اثر سوزاندن مواد آلی باقی می‌ماند.

در فضا، این مولکول اخیراً به طور مثبت شناسایی شد: در سال ۲۰۱۰، در یک سحابی در سال ۲۰۱۲ شناسایی شد. در گاز اطراف یک ستاره یافت شد و در سال ۲۰۱۹، در گاز ضعیفی یافت شد که در فضای «خالی» بین ستاره ها در حال حرکت است. .

دقیقاً مشخص نیست که باکی‌بال‌ها چگونه به آنجا می‌رسند، اگرچه تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که آنها (مانند چند چیز دیگر) جعل شده توسط ستاره های در حال مرگ. با این حال، از آنجایی که آنها آنجا هستند، دانشمندان شیفته بررسی خواص آن، و آنچه می تواند در کیهان وسیع بزرگ برای آن بیفتد، شده اند.

پیش از این، پارکر و همکارش، اخترفیزیکدان سیدعبدالرضا سجادی، همچنین از آزمایشگاه، بودند. برای تحقیقات فضایی، نشان داد که باکی‌بال‌ها می‌توانند در شرایط سخت فضا ضربه‌های زیادی را تحمل کنند.

به‌ویژه، می‌توانند به شدت یونیزه شوند – فرآیند افزودن یا حذف الکترون‌ها. حداکثر ۲۶ الکترون را می‌توان قبل از فروپاشی باکی‌بال کم کرد.

چیزی که آن تحقیق پوشش نداد، تغییراتی بود که سطح یونیزاسیون روی نور ایجاد می‌کرد ساسیل شده توسط باکی بال ها. سجادی، پارکر و همکارانشان چیه-هائو هسیا و یونگ ژانگ که هر دو نیز وابسته به آزمایشگاه تحقیقات فضایی بودند، شروع به تحقیق کردند.

آنها یک سری محاسبات شیمیایی کوانتومی برای تعیین طول موج هایی که در آنها انجام می شود انجام دادند. این مولکول ها ممکن است دیده شوند.

سپس، آنها یافته های خود را با مشاهدات فروسرخ شش جرم، از جمله ستارگان و سحابی ها مقایسه کردند. به گفته محققان، نتایج هم جالب و هم تحریک‌کننده هستند.

این تیم دریافت که باکی‌بال‌های یونیزه احتمالاً نور مادون قرمز میانی را در برخی از طول‌موج‌های کلیدی مرتبط با UIE ساطع می‌کنند. – در ۱۱.۲۱، ۱۶.۴۰، و ۲۰-۲۱ میکرومتر.

حتی مناسب تر، گسیل توپ های باکی با حذف ۱ تا ۶ الکترون را می توان به راحتی از انتشار مادون قرمز نوع دیگری از مولکول کربن، چند حلقه ای، متمایز کرد. هیدروکربن های معطر یا PAH که با نوار ۶.۲ میکرومتری مرتبط هستند.

از آنجایی که PAH ها یکی دیگر از حامل های نامزد UIE هستند، این بدان معناست که نه تنها باکی بال ها کاندیدای قوی هستند، بلکه به راحتی می توان آنها را از هم متمایز کرد. سایر حامل های بالقوه.

این تیم معتقد است که این تحقیق یک مورد قوی برای مشاهدات آینده در محدوده طول موج مادون قرمز متوسط ​​ارائه می کند تا به ردیابی و شناسایی UIE مرتبط با باکمینسترفولرن یونیزه شده کمک کند.

سجادی گفت.

“در این مقاله ما با دو اخترفیزیکدان برجسته و دانشمندان سیاره‌شناس دیگر کار کردیم تا نت‌های ارتعاشی مولکولی یک سمفونی آسمانی، یعنی ویژگی‌های طیفی را تعیین کنیم. که این باکی‌بال‌های یونیزه شده بازی/تولید می‌کنند. سپس آنها را در فضا شکار کردیم و نشان دادیم که یادداشت/امضای آنها به راحتی از PAH قابل تشخیص است.”

این تحقیق در مجله اخترفیزیک.