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中研院:太空奈米鑽石可能是神秘星系紅光源

中研院:太空奈米鑽石可能是神秘星系紅光源

中央研究院原分所張煥正和天文所郭新兩位研究員合作,在實驗室內模擬外太空條件,創造出螢光奈米鑽石,經過黃綠光照射後,會發出紅色螢光,這些螢光的光譜與太空中的大紅射線相似,因此推斷奈米鑽石極有可能是大紅射線的重要來源之一,解開科學界之謎。

中研院表示,1999年一組法國天文學家,根據中研院原子分子研究所研究員張煥正等研究團隊所發表的紅外線光譜,在蝘蜓座和金牛座黑暗星雲內的兩顆星中,發現太空鑽石蹤跡。

張煥正與郭新今年在美國天文協會會議上發表了他們的最新研究成果,進一步指出太空奈米鑽石極有可能是神秘的星系紅光來源。如果星系所發出紅光,真的來自奈米鑽石顆粒,代表著太空中的鑽石無所不在,這項有趣發現,獲得美國天文協會重視。

中研院指出,神秘的星系紅光,即所謂的大紅射線(extended red emission),是一種普遍存在於星雲及銀河外星系的漫射紅光,它的起源是天文學上長久以來未解之謎。科學家認為紅光是固體受到光激發後所產生螢光,如同螢光燈管發光原理,亦即恆星所發出藍光或紫外光,是藉由某種固態物質的吸收及轉換而產生紅光。

在銀河系裡,有固體顆粒的地方都可觀察到大紅射線,因此這種神秘的固體,一定廣泛地存在於宇宙中,至於是何種固體,一直沒有定論。

張煥正與郭新的最新研究結果揭開固體之謎。為模擬外太空的條件,在實驗室中先以中研院物理所高能加速器產生的質子束轟擊奈米鑽石,製造晶格缺陷。接著以攝氏800度高溫加熱,退火後得到螢光奈米鑽石。

當這些鑽石微粒受到黃綠光照射時,會發出紅色螢光,研究團隊發現這些螢光的光譜與太空中所觀察到的大紅射線非常相似。大紅射線最早是在麒麟座中的恆星HD 44179附近發現,隨後又在天鵝座的行星狀星雲NGC7027中發現類似譜線,這兩個天體都富含碳元素。

而鑽石是由碳原子組成,研究團隊推測,鑽石極有可能是大紅射線的重要來源之一。研究團隊認為奈米鑽石顆粒應是在老舊恆星的周圍出生、長大,受到宇宙風吹拂而在星際間旅行,它們穿過星系時,恰巧吸收恆星所發出漫射光而放出璀璨紅光。

中研院說,太空奈米鑽石粒徑很小,需要排列1 千顆以上才等於人類頭髮寬度,30兆顆以上才等於半克拉鑽石戒指重量。據天文學家估計,僅在蝘蜓座附近,鑽石總重量就有10的21次方公斤之多,約為月球百分之一重量。