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这是一个艺术家对银河系中年轻恒星周围的纳米级钻石的印象

最近的GBT和ATCA观测已经确定了3颗这样的恒星周围钻石尘埃的无线电信号,这表明它们是所谓的异常微波辐射S Dagnello的来源

,NRAO / AUI / NSF几十年来,天文学家一直困惑于从银河系中的许多区域发出的一种特殊类型的微弱微波光源的确切来源,称为异常微波发射(AME),这种光源来自于快速旋转的纳米粒子 - 物质的比例很小,以至于它们无法通过普通显微镜进行检测(平均打印页面上的周期大约为500,000纳米)“虽然我们知道某种类型的粒子负责这种微波光,但它的精确来源有自从近20年前首次被发现以来,它一直是个谜题,“威尔士卡迪夫大学的天文学家,以及第一作者Jane Greaves说

在自然天文学中宣布这一结果的论文到目前为止,这种微波发射最可能的罪魁祸首被认为是一类被称为多环芳烃(PAHs)的有机分子 - 在整个星际空间中发现的碳基分子,并被独特的然而,微弱的红外(IR)光发射出纳米金刚石 - 特别是氢化的纳米金刚石,那些在其表面上含有含氢分子的纳米金刚石 - 也在光谱的红外部分自然发射,但是在不同的波长下与国家的一系列观察结果科学基金会在西弗吉尼亚州的绿色银行望远镜(GBT)和澳大利亚望远镜紧凑阵列(ATCA)首次将三个明显的AME光源归入,这些年轻恒星周围的原行星盘被称为V892 Tau,HD 97048和MWC 297 GBT观察到V892 Tau和ATCA观察到另外两个系统“这是第一个明确的检测来自原行星盘的异常微波辐射,“该论文的共同作者,绿色银行天文台的天文学家David Frayer说

天文学家也注意到来自这些系统的红外光与纳米金刚石的独特标志相匹配整个银河系的其他原行星盘然而,PAHs具有明显的红外特征,但没有显示AME光的迹象

这强烈表明PAHs不是异常微波辐射的神秘来源,因为天文学家曾经认为,宁静的氢化纳米金刚石,在原行星盘中自然形成,发现在地球上的陨石中,是我们银河系中最可能的AME光源“在类似于福尔摩斯的消除所有其他原因的方法中,我们可以自信地说能够产生这种微波发光的最佳候选者是纳米金刚石的存在这些新形成的恒星,“格里夫斯根据他们的观察,天文学家说想象一下,这些原行星盘中碳总量的1-2%已经形成纳米金刚石在过去几十年中,原行星盘中纳米金刚石的证据已经增长

然而,这是纳米金刚石与AME在任何环境中的第一个明确联系统计模型还强烈支持纳米金刚石在婴儿恒星周围丰富的前提,并且导致那里发现的异常微波发射“有一万分之一或更少的机会,这种联系是偶然的,”Frayer说他们的研究天文学家使用GBT和ATCA对银河系中的14颗年轻恒星进行了调查,以发现异常微波辐射的暗示,在14颗恒星中的3颗中清晰可见AME,这也是显示红外光谱特征的14颗恒星中唯一的3颗恒星

氢化纳米金刚石“事实上,这些是非常罕见的,”格里夫斯指出,“没有其他年轻明星有确认的红外印记”这种检测有兴趣对宇宙学研究的启示以及寻找宇宙开始于通货膨胀时期的证据如果在大爆炸之后,我们的宇宙以一种远远超过光速的速度增长,那段时间的通货膨胀应该是在宇宙微波背景的特殊极化中可以看到虽然这种极化的特征尚未被最终发现,但格里夫斯及其同事的工作提供了一些希望,它可能是 “对于那些研究宇宙微波背景极化的人来说,这是个好消息,因为来自旋转纳米金刚石的信号最多只是弱极化,”国家射电天文观测台的天文学家布莱恩·梅森说道,“这意味着”天文学家现在可以制作更好的前景微波光模型,这些模型必须被去除以研究宇宙大爆炸的遥远余辉“纳米金刚石可能是由高能量恒星形成区域中碳原子的过热蒸汽形成的

这是与在地球上创造纳米金刚石的工业方法不同在天文学中,纳米金刚石的特殊之处在于它们的结构产生了所谓的“偶极矩” - 一种原子排列,允许它们在旋转时发射电磁辐射因为这些粒子很小 - 比原行星盘中的普通尘埃粒子小 - 它们能够以极快的速度旋转,发射辐射在微波范围而不是在波长范围内,银河系和星系间辐射可能会淹没它“这对于异常微波辐射的难题是一个很酷且意想不到的解决方案,”格里夫斯总结道,“它更有趣的是它通过观察原行星盘,揭示早期太阳系的化学特征,包括我们自己的“这是一个令人兴奋的结果,”来自曼彻斯特大学的共同作者Anna Scaife总结说“通常你不会发现自己的新词对于着名的曲调,但“钻石天空中的AME”似乎是总结我们研究的一种深思熟虑的方式“未来的厘米波仪器,就像ALMA和下一代超大阵列上计划的Band 1接收机一样,将能够研究这个更详细的现象现在有一个物理模型,并且第一次有明确的光谱特征,天文学家期望我们的理解将是我快速推出出版物:J S Greaves等人,“围绕恒星旋转纳米金刚石的异常微波发射”,Nature Astronomy(2018)

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