日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩種高活性硅化合物

硅是地殼中zui常見的元素之一，大量的散落于星際空間的其他角落。近日，據(jù)外媒報(bào)道，日本東京大學(xué)的科學(xué)家們新發(fā)現(xiàn)了兩種具有高度活性的硅化合物，該研究將有助于天文學(xué)家在星際介質(zhì)中尋找相關(guān)分子。

科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室探測(cè)到以硅原子和氮原子收尾的碳鏈分子，這項(xiàng)技術(shù)將有助于天文學(xué)家獲取更完整的關(guān)于星際化學(xué)的信息圖。

硅是地殼中zui常見的元素之一，除此之外，它也大量的散落于星際空間的其他角落。目前能夠探測(cè)到宇宙遙遠(yuǎn)角落的含硅分子并理解其產(chǎn)生的化學(xué)機(jī)理的*方法，是通過天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)這些分子所輻射出來的電磁波。

    “正如人體的指紋和DNA序列可以被用來識(shí)別人的身份一樣，我們也可以通過分子輻射的電磁波的頻率來識(shí)別分子。”Yasuki Endo說，他是東京大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)系的研究人員。

使用光譜技術(shù)，科學(xué)家們已經(jīng)能夠識(shí)別出包裹在某些恒星的氣體云層中，以及稀薄地充斥在恒星之間的含硅分子。在外太空中，硅元素通常是在含有穩(wěn)定性化合物硅酸鹽的塵埃顆粒中被發(fā)現(xiàn)。但是，一些具有高度活性的分子如SiCN，也會(huì)在星際介質(zhì)的氣體物質(zhì)中被發(fā)現(xiàn)。

 尋找更具活性的硅化合物     

Endo和其同事考慮過是否會(huì)有和SiCN來自同族，但具有更長(zhǎng)的碳鏈的分子也存在于星際介質(zhì)中。要回答這個(gè)問題，首先要解決一個(gè)難題：科學(xué)家們從未在實(shí)驗(yàn)室中開展過任何實(shí)驗(yàn)用以確定這些具有活性的，以硅原子或者氮原子收尾的碳鏈分子的光譜特征。

為了填補(bǔ)這些知識(shí)的缺口，Endo及其研究組制造出了SiC2N和SiC3N分子——他們使用噴氣式飛機(jī)混合前體氣體，然后用電場(chǎng)脈沖轟擊混合氣體zui終得到所需的分子。隨后研究人員使用傅里葉變換微波光譜儀對(duì)這兩種分子的電磁輻射進(jìn)行了測(cè)量。為了找到輻射光譜中的峰值，研究者們使用理論計(jì)算作為導(dǎo)向。

我們的實(shí)驗(yàn)使得在星際介質(zhì)中找尋Si2N和Si3N分子成為了可能。” Endo說。

對(duì)空間化學(xué)的深入了解     

Endo和他的同事們計(jì)劃將他們的研究結(jié)果用于一顆叫做IRC 10216的巨大的紅外恒星中，他們將在圍繞該恒星的氣體云層中尋找以硅原子或者氮原子收尾的碳鏈分子。科學(xué)家們以前曾在這顆恒星的周圍探測(cè)到過單個(gè)的SiCN分子。

“如果這些SiC2N和SiC3N分子在天體中被發(fā)現(xiàn)，并且能夠確定是大量存在的，我們就可以獲得很多有價(jià)值的信息以幫助我們了解這些分子的產(chǎn)生機(jī)制。”Endo說，“另外，這些信息也會(huì)為我們了解其他含硅分子的形成方式提供線索。”這些新的信息能夠?yàn)榭茖W(xué)家們提供更多關(guān)于宇宙的化學(xué)組成及恒星，行星誕生條件的更多的線索。

     該研究已發(fā)表于美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)出版的《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》中。