銀河系神祕輝光 AME 有解,研究:來自奈米鑽石旋轉發出的輻射

作者 | 發布日期 2018 年 06 月 12 日 13:17 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

20 年前,天文學家從太空中意外發現異常微波輻射(AME)後,便始終對來源感到困惑不解,現在由英國卡迪夫大學天文學家 Jane Greaves 領導的研究終於確認,這些神祕輝光是來自奈米級鑽石粒子高速旋轉時發出的電磁輻射。



過去天文學家早就知道,某種非常小且快速旋轉的奈米粒子會帶來異常微波輻射(anomalous microwave emission,AME),並在地球望遠鏡眼中成為某種神祕光源,但天文學家一直無法確定誰才是釋放這種能量的罪魁禍首──直到現在,我們終於知道,是來自原行星盤塵埃中的金剛石奈米粒子,它們比沙粒還要小幾十萬倍。

原行星盤(Proplyd or Protoplanetary Disc)為圍繞在新生年輕恆星外的濃密氣體,其高溫環境成為微小碳晶體的最佳溫床。在新研究中,研究人員利用綠堤望遠鏡 (Green Bank Observatory)與澳大利亞望遠鏡緻密陣列(Australia Telescope Compact Array,ATCA)分析銀河系中 14 顆新生恆星,並從名為「V892 Tau」、「HD 97048」、「MWC 297」的 3 顆恆星周遭找到異常微波輻射,也只有這 3 顆恆星顯現出奈米金剛石的紅外光譜特徵。

之前,天文學家曾推測異常微波輻射的來源最可能是多環芳香烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)有機分子,銀河系許多原行星盤都有清晰的多環芳香烴紅外光標記,但事實上,天文學家始終找不到這些地方同時出現異常微波輻射,表明 PAHs 不是異常微波輻射的神祕來源。

相反地,這次研究首度發現奈米金剛石的獨特紅外光譜特徵與異常微波輻射相匹配,研究人員經過多方數據確認後,表明能產生微波輝光的最佳人選就是新生恆星周圍的奈米金剛石。

基於稱為偶極矩(dipole moment)的獨特原子排列結構,金剛石奈米粒子在旋轉時會發出電磁輻射,並導致在地球上的天文學家能探測到這種神祕輝光。這次發現對那些研究宇宙微波背景(cosmic microwave background,CMB)熱輻射的天文學家來說是個大好消息,能幫助他們建立更好的模型探索早期宇宙。

研究已發表在《自然─天文學》期刊。

(首圖來源:綠堤望遠鏡網站