Почему некоторые кометы светятся зеленым?

Комета Лавджоя

Фото Джон Верметт

Когда комета Лавджоя (на фото) пролетела мимо Земли в 2014 году, она излучала туманную зеленую ауру — явление, которое также наблюдается у других комет. Теперь, благодаря первым в своем роде лабораторным измерениям, исследователи выяснили странный химический состав этого красочного свечения.

Ученые давно подозревали, что зеленое свечение вокруг некоторых комет возникает в результате распада реакционноспособной молекулы, называемой дикарбон (двухатомный углерод). Чтобы проверить это в лаборатории, исследователи использовали ультрафиолетовый лазер для отделения атомов хлора от молекул хлорида кальция (Тетрахлорэтилен C₂Cl₄), а затем бомбардировали оставшуюся молекулу C₂ светом высокой интенсивности. Детали химических реакций, которые они наблюдали, были несколько удивительными.

Вместо того чтобы поглощать один фотон света, а затем излучать зеленый цвет по мере разложения молекулы, реакция требовала, чтобы молекула поглотила два фотона. Один из этих фотонов переводит молекулу двухатомного углерода в полустабильное состояние, а второй необходим для того, чтобы довести ее до еще более энергозатратной и нестабильной конфигурации. Оттуда молекула распадается и испускает характерный зеленый фотон, сообщают исследователи онлайн в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Во время этого процесса дикарбон претерпевает два перехода, которые химики обычно считают “запрещенными”. Эти переходы не полностью запрещены законами физики, объясняют исследователи, их просто редко можно увидеть в лаборатории, потому что молекулы расположены близко друг к другу и поначалу взаимодействуют другими способами. Однако в глубоком космосе вблизи комет молекулы расположены на большом расстоянии друг от друга и редко взаимодействуют с другими молекулами или атомами.

Данные, собранные в ходе экспериментов, свидетельствуют о том, что время распада молекулы дикарбона составляет чуть менее 2 дней, примерный путь кометы от Солнца до Земли. Это помогает объяснить, почему зеленое свечение, связанное с распадом молекулы, появляется только вокруг головы кометы, а не в ее хвосте, говорят исследователи.

Ссылка на исследование в тексте материала. Автор Сид Перкинс, научный журнал Science.

Читайте также: