来自太空的奇怪信号可能是旋转的钻石尘埃造成的

天空中闪耀的纳米金刚石。

天文学家简·格里夫斯并没有寻找钻石,也没有寻找奇怪的微波辐射。她真正想看的是尘埃,但来自格林班克望远镜仪器的数据与她预期的任何东西都不符。

格里夫斯研究行星形成的早期阶段,几年前,她决定仔细研究一些被尚未聚合成行星、卫星和小行星的尘埃环所装饰的恒星。她来到西弗吉尼亚州一个巨大的天文台格林班克,用该设施一些灵敏而独特的仪器仔细观察了一些原行星盘,但她得到的数据却很奇怪。

格里夫斯说:“我本来在寻找小尘埃颗粒的辐射,它们会越来越亮。但这种辐射随着波长的变化,先是变亮,然后又变暗——这在大多数天文过程中是非常难以实现的。”

围绕遥远、炽热的恒星的波长奇怪的形状和模式困扰了她很多年。

格里夫斯说:“我盯着这组数据看了大约八年,一直在想‘这些是错的,这些是错的’。”当格林班克的数据放在那里时,她继续研究其他项目。然后,她偶然参加了曼彻斯特大学同事关于一种称为异常微波辐射(AME)的讲座。她意识到那些看似错误的数字并非错误,而是与她原本寻找的尘埃完全不同的东西。

在《天文学家》杂志发表的一篇论文中,格里夫斯和她的同事宣布,他们在三个系统中检测到了AME,这三个系统都有一个非常有趣的共同特征——它们都已知在恒星附近存在纳米金刚石。

AME 大约在 20 年前首次被发现,在对星际空间的探测中显示出奇怪的波动辐射——与格里夫斯在恒星周围看到的无线电波辐射类似。

没有人能精确地确定它们是什么或来自哪里,但根据读数,它们似乎可能来自旋转的纳米颗粒,这些纳米颗粒会产生那种独特、可识别的无线电波信号。

格里夫斯说:“想象一下,你在黑暗中行走,手里拿着一个手电筒,你不停地在手里转动手电筒。如果有人看着你,他们会看到手电筒在你身后留下一道闪烁的光迹。它有点像那样,但它是无线电波,而不是手电筒。”

但是,这些纳米颗粒是什么呢?这就是格里夫斯的が研究发挥作用的地方。得益于几十年的观测数据,研究人员已经观察到三个带有原行星盘的恒星系统,这些系统还显示出独特的光波模式,表明微小的纳米金刚石——许多只有几个原子大小——围绕着它们炽热、明亮的恒星运行。其中一个系统就是格里夫斯在格林班克研究的那个。

当格里夫斯和她的同事们仔细观察这三颗已知周围环绕着纳米金刚石的恒星时,他们发现这三颗恒星也都在发射AME,而之前从未在恒星周围环境中发现过AME。

这些金刚石不像你可能佩戴的那种,它们发出的辐射也绝非“闪烁”。它们更像是用于工业应用的金刚石,用于钻孔或研磨其他材料,而不是你在珠宝店里买到的任何东西。

格里夫斯笑着说:“工业金刚石粉末在图片里看起来并不太令人兴奋。这有点令人失望,但也许外面有稍微大一点的——在陨石中发现的稍微大一点的金刚石块就更有意思了。”这些金刚石只有几纳米大小,并且表面覆盖着一层氢原子,这是它们在太阳系中穿过氢气时附着上去的。

它们可能很小,但它们也有助于解开一个大谜团——AME 来自哪里。这为研究来自星际空间的 AME 的研究人员提供了另一个线索,以确定他们在深空中寻找的旋转纳米颗粒是否也可能是金刚石。

格里夫斯和她的同事们计划继续他们的研究。除了终于能够写出她关于尘埃原行星盘的原始研究报告外,格里夫斯还希望与纳米金刚石专家合作,并计划与一名学生一起开始研究纳米金刚石与星际 AME 之间可能存在的联系。

格里夫斯说:“希望我们能有一个统计学上的视角,看看这是否是一个比三个特定的原行星盘更广泛的现象。”

 

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