科学家称鉴定氧同位素可揭示太阳系起源
时间:2017-12-07

  科学家说,识别氧同位素揭示了太阳系的起源

  据北京时间9月19日消息,据“美国科学日报”报道,氧气是地球上含量最多的元素,占地球质量的一半以上,地球上的氧气有三种稳定的同位素形式:氧16,氧17氧18,氧16占地球总氧的99.762%,氧17占0.038%,氧18占0.2%。目前科学家声称已经发现了新的氧气线索,可以揭示氧气的来源。太阳系。

  太阳系中许多原始天体的矿石在地球上的氧同位素比例完全不同,包括碳质粒状球粒陨石,科学家们推测太阳系中主要存在稀有,较重的氧同位素。来自美国伯克利实验化学公司的Mussa Amede说,作为一名化学家,氧的同位素比率将有助于我们理解太阳系的起源。为什么地球上矿物的氧同位素比值有显着的差异,这让科学家们困惑了很多年。

  不同的氧同位素模型将解释它们之间的差异,包括在太阳同位素比例中形成奇怪的恒星或通过核反应形成不同类型的恒星。这个太阳星云的化学处理将增加氧同位素比率。像这样的工艺被称为同位素自屏蔽隔离。太阳星云中的富氧一氧化碳在被真空紫外光隔离时被认为是氧分子产生的关键因素。

  在外层空间的尘埃和气体分子星云中观察到了自我屏蔽隔离,当大量的真空紫外光从附近恒星渗透到分子星云中时,它将一氧化碳分解成碳原子和氧原子。然而,在星云边缘附近,一氧化碳和大量的氧同位素吸收了大量由氧气16吸收的光子,因此氧气16位于星云的较深处。然而,吸收不同能量的氧气17和氧气18没有产生屏蔽,在星云内解离了更多的一氧化碳和更重的同位素,而更重的氧原子被释放出来。

  研究人员预计,在太阳系早期有类似的过程,年轻的太阳辐射真空紫外线(UV),一氧化碳将在原始太阳的炎热地区或更远的寒冷地区发挥作用。在这种状态下是否真空紫外线屏蔽真实工作?如果是这样的话,氧同位素比值的影响是什么?到目前为止还没有准确的答案,提案没有检验实验方法。 Amed说,圣地亚哥加利福尼亚大学的Mark Timmunts与我们联系,并使用光束线9.0.2进行定向测试,提供真空紫外光子的高级光源精确调节一氧化碳分解能量的多样性。

  化学家Timmons一直在研究太阳氧气比例超过30年。他是美国源宇宙飞船科学研究小组的成员,并分析了太阳风样本。他认为,如果不深入了解宇宙学的氧化过程,就不可能了解太阳系如何形成和发展。

  随着太阳系中早期一氧化碳的光解,水在太阳系的演变中至关重要。基于许多复杂的化学反应,最重要的氧同位素被锁定在太阳系中最古老的矿石中,这些氧同位素就形成在其他太阳系的恒星中。艾哈迈德解释说,第一阶段是一氧化碳的光解,形成氢,氧原子,氧原子和氢原子结合形成羟基羟基,这个分子迅速与氢结合形成水分子。上述原子和分子构成了无水粒子的基本组成部分。因此,水分子中的氧原子可以在某些模式下将氧同位素转化为硅酸盐。不同的氧同位素将继续通过这个阶段的测试,我们的实验侧重于第一阶段的变化。

  测试人员通过测试单元发送超纯一氧化碳。每个一氧化碳分子暴露于由四个不同波长状态的同步加速器产生的真空紫外光子波。一氧化碳分子在每个波长下长时间暴露16小时。当碳原子和氧原子解离时,氧原子迅速地与完整的一氧化碳分子结合形成二氧化碳,然后将其收集在液氮冷却的容器中。实验样本由研究小组的成员Subrata Chakraboldi送到加州大学圣地亚哥分校。 Chakraboldi用化学方法去除二氧化碳中的氧气分子。然后他通过质谱确定同位素比率,根据分子的质量分离同位素。

  艾哈迈德说,这项研究的结果是非常令人惊讶的。我们已经证实真空UV自屏蔽隔离过程对太阳系中最古老的星体氧同位素比值的特征起着重要的作用。基础物理学足以产生与早期太阳系矿石样品非常相似的高比例同位素。研究人员得出结论,太阳星云中的寒冷地区可能会产生大量较重的氧同位素分子,但该地区不会进行同位素自屏蔽隔离。艾哈迈德说,同位素比例不会说明为什么太阳系和现在有这么大的差别,我们在实验室里还有更多的科学研究要进行。氧化学过程之一是我们要测试氧,水和硅酸盐之间的下一个反应,这将产生太阳系的原始岩石结构。