彗星头戴“绿帽子”但尾巴永远不会变绿？90年理论终于被证明！

柯伊伯带和奥尔特云时常向我们扔出由冰、尘埃和岩石组成的“银河雪球”：这些雪球是太阳系形成时46亿年前的残余物。这些雪球也就是我们所知的彗星，在穿过天空时经历了多彩的变形，许多彗星的头部会变成明亮的绿色，当它们接近太阳时变得更亮。

但奇怪的是，这种绿色的阴影在到达彗星后面的一两条尾巴之前就消失了。

天文学家、科学家和化学家为此困惑了近一个世纪。20世纪30年代，物理学家格哈德·赫茨伯格提出，这种现象是由于阳光破坏了双原子碳(也被称为碳或C2)，一种由阳光和彗星头上的有机物相互作用产生的化学物质——但由于碳不稳定，这个理论很难验证。

近日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项新研究，由新南威尔士大学悉尼分校(UNSW sydney)领导，终于找到了在实验室测试这种化学反应的方法，并且证明了这个90年前的理论是正确的。

“我们已经证明了碳被阳光分解的机理。”新南威尔士大学科学学院的化学教授、该研究的资深作者蒂莫西·施密特说。

“这解释了为什么当彗星靠近太阳时，绿色彗星头部——围绕着彗核的模糊气体和尘埃层——会缩小，也解释了为什么彗星的尾巴不是绿色的。”

这个谜题的核心是碳，它不仅具有高度的活性，而且使许多彗星呈现出绿色。它是由两个碳原子粘在一起组成的，只能在恒星、彗星和星际介质等极其高能或低氧的环境中发现。

在彗星接近太阳之前，碳是不存在的。当太阳开始使彗星变暖时，生活在冰核上的有机物蒸发并移动到彗发状态。阳光会分解这些较大的有机分子，产生碳。

UNSW领导的团队现在已经证明，当彗星更接近太阳时，极端的紫外线辐射会将它最近通过“光解离”过程产生的碳分子分解。这个过程在碳远离原子核之前就破坏了它，导致绿色的彗星头部变得更亮和收缩，并确保绿色色调永远不会进入彗尾。

这是首次在地球上研究这种化学相互作用。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.pnas.org/content/118/52/e2113315118