宇宙中最常見的分子:三氫離子的多重生成途徑
太空
02-14
在浩瀚的宇宙中,氫分子(H2)是最常見的分子。當它與離子化的氫分子(H2+)碰撞時,便會形成三氫離子(H3+)。這是最主要的生成方式,但並非唯一。最新研究發現,某些有機分子在受到宇宙射線或高能光子的撞擊後,會失去兩個電子,進而形成三氫離子。這一現象在甲基鹵化物和假鹵化物中已被觀察到,顯示出這種宇宙中常見的離子還有其他生成途徑。
「氫是宇宙中最豐富的元素,因此H2與H2+的結合仍然是關鍵,」密西根州立大學的馬科斯·丹圖斯教授在一份宣告中表示。「然而,在這些彌散的分子雲中存在著大量的有機分子,因此我們所研究的過程可能仍在生成大量的H3+。」
星際雲中充滿了有趣的化學反應,其中一些反應甚至導致了地球上生命前驅分子的形成。在這些星際雲中,鹵化物和假鹵化物很容易被宇宙射線雙重離子化。它們周圍環繞著氫分子,這些氫分子隨時準備在機會來臨時奪取一個氫離子。
「我們證實,氫離子並不會輕易飛走,而是會停留一段時間,有時甚至相當長,」丹圖斯補充道。「這是非常不尋常的現象。」
「這不是我們通常認為的雙重離子化分子的行為方式,而是一個更加複雜的過程,」同樣來自密西根州立大學的皮奧特·皮丘赫教授解釋道。
雖然這一過程可能只負責生成宇宙中一小部分的三氫離子,但如果我們想要理解這種分子的存在方式,就不能忽視它。「H3+是一個小分子,對我們地球人來說可能不如水或蛋白質重要,但我們確實希望瞭解它在宇宙中的豐度、生成方式以及其化學反應的速度,」皮丘赫補充道。「透過我們的研究成果,我們可以與其他尋找H3+來源及其生成分子的人進行交流。」
這篇論文已發表在《自然通訊》期刊上。