總有些家夥在太陽係中“打雪仗”，每隔一段時間，柯伊伯帶和奧爾特雲就會向內太陽係投擲一些星係“雪球”——由冰、塵埃和岩石組成的46億年前的太陽係殘留物，也就是我們所熟知的彗星。

這zhe些xie彗hui星xing在zai接jie近jin太tai陽yang時shi，許xu多duo彗hui星xing的de頭tou部bu會hui變bian成cheng一yi種zhong光guang芒mang四si射she的de綠lv色se
，當dang它ta們men接jie近jin太tai陽yang時shi會hui變bian得de更geng加jia明ming亮liang。彗hui星xing還hai總zong是shi有you著zhe一yi條tiao或huo者zhe兩liang條tiao尾wei巴ba，這zhe也ye是shi彗hui星xing的de別bie名ming“掃把星”的由來。然而，彗星卻從來隻是將“頭發”染成綠色，這種顏色在到達彗尾之前就消失了。

雙原子碳帶來的“一頭綠發”

彗星的“染發偏好”已經困擾了科研人員近一個世紀。早在上個世紀我們就知道了彗星頭部綠色的來源——雙原子碳，它是由兩個碳原子粘在一起組成，在化學生產中是富勒烯的中間產物，性質很不穩定
，在宇宙中幾乎隻能在恒星大氣層
、彗星和星際物質等極高能且低氧的環境中找到。

要知道
，彗星本身是不會發光的，但當彗星靠近太陽並因此開始升溫時，彗星上由冰、chenaiheyanshizuchengdehuiheshoureshenghua

，huishifangchuhuifaxingqitiheyibufenchenai，xingchengyigebuwendingdedaqiceng
，jihuifa。huifazhongdechenaihuifanshetaiyangguang
，yixiefenzihuizaitaiyangguangxiafashengfuzadefenjiefanying
，guangdianliershengchenglizitaiwuzhi，tamendedianzihuiyincizaijifataihejitaijianfanfuhengtiao，buduanfushechuduiyingpinlvdeguang。erhuifazaitaiyangguanghetaiyangfengdeyalizuoyongxiabeichuifei，zaibeixiangtaiyangdefangxiangshangjiuhuijinyibubeilachangxingchenghuiwei。

由(you)於(yu)離(li)子(zi)本(ben)身(shen)受(shou)到(dao)太(tai)陽(yang)風(feng)的(de)作(zuo)用(yong)遠(yuan)比(bi)塵(chen)埃(ai)更(geng)為(wei)強(qiang)烈(lie)，因(yin)此(ci)彗(hui)尾(wei)中(zhong)的(de)離(li)子(zi)部(bu)分(fen)總(zong)是(shi)嚴(yan)格(ge)指(zhi)向(xiang)背(bei)對(dui)太(tai)陽(yang)的(de)方(fang)向(xiang)，而(er)塵(chen)埃(ai)部(bu)分(fen)則(ze)會(hui)被(bei)拖(tuo)拽(zhuai)向(xiang)彗(hui)星(xing)的(de)軌(gui)道(dao)方(fang)向(xiang)，當(dang)兩(liang)者(zhe)方(fang)向(xiang)不(bu)一(yi)致(zhi)時(shi)，彗(hui)星(xing)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)兩(liang)條(tiao)尾(wei)巴(ba)。

雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)在(zai)彗(hui)星(xing)靠(kao)近(jin)太(tai)陽(yang)之(zhi)前(qian)並(bing)不(bu)存(cun)在(zai)。原(yuan)本(ben)生(sheng)活(huo)在(zai)冰(bing)冷(leng)彗(hui)核(he)上(shang)的(de)有(you)機(ji)物(wu)質(zhi)，在(zai)靠(kao)近(jin)太(tai)陽(yang)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)升(sheng)華(hua)進(jin)入(ru)彗(hui)發(fa)，太(tai)陽(yang)光(guang)分(fen)解(jie)了(le)這(zhe)些(xie)有(you)機(ji)分(fen)子(zi)，產(chan)生(sheng)了(le)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)，而(er)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)中(zhong)的(de)電(dian)子(zi)受(shou)激(ji)輻(fu)射(she)出(chu)綠(lv)光(guang)，為(wei)帶(dai)有(you)這(zhe)些(xie)有(you)機(ji)物(wu)質(zhi)的(de)彗(hui)星(xing)染(ran)上(shang)“一頭綠發”。然而奇怪的是
，綠色卻僅局限於彗發中
，並未延伸到彗尾。

模擬實驗找到“染發偏好”原因

早在20世紀30年代，物理學家格哈德·赫he茨ci伯bo格ge就jiu推tui測ce這zhe種zhong現xian象xiang或huo許xu是shi由you於yu太tai陽yang光guang進jin一yi步bu破po壞huai了le雙shuang原yuan子zi碳tan結jie構gou而er形xing成cheng的de。這zhe是shi因yin為wei雙shuang原yuan子zi碳tan本ben身shen是shi一yi種zhong極ji為wei活huo躍yue的de分fen子zi結jie構gou
，在zai“危機四伏”的太陽風中恐怕撐不了一時半會兒。

隨(sui)著(zhe)彗(hui)星(xing)越(yue)來(lai)越(yue)接(jie)近(jin)太(tai)陽(yang)
，太(tai)陽(yang)光(guang)會(hui)先(xian)分(fen)解(jie)彗(hui)星(xing)中(zhong)的(de)有(you)機(ji)分(fen)子(zi)生(sheng)成(cheng)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)，這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)被(bei)稱(cheng)為(wei)光(guang)解(jie)離(li)
，然(ran)而(er)隨(sui)即(ji)這(zhe)些(xie)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)分(fen)子(zi)又(you)繼(ji)續(xu)被(bei)紫(zi)外(wai)線(xian)分(fen)解(jie)。太(tai)陽(yang)風(feng)中(zhong)的(de)極(ji)端(duan)紫(zi)外(wai)輻(fu)射(she)確(que)保(bao)了(le)在(zai)光(guang)解(jie)離(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)在(zai)遠(yuan)離(li)彗(hui)核(he)之(zhi)前(qian)便(bian)被(bei)全(quan)部(bu)摧(cui)毀(hui)，這(zhe)就(jiu)導(dao)致(zhi)彗(hui)發(fa)的(de)綠(lv)色(se)部(bu)分(fen)體(ti)積(ji)縮(suo)小(xiao)並(bing)變(bian)得(de)更(geng)亮(liang)，同(tong)時(shi)也(ye)確(que)保(bao)了(le)綠(lv)光(guang)不(bu)會(hui)蔓(man)延(yan)至(zhi)彗(hui)尾(wei)。

由(you)於(yu)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)本(ben)身(shen)極(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)
，赫(he)茨(ci)伯(bo)格(ge)的(de)理(li)論(lun)很(hen)難(nan)設(she)計(ji)實(shi)驗(yan)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)。不(bu)過(guo)，澳(ao)大(da)利(li)亞(ya)新(xin)南(nan)威(wei)爾(er)士(shi)大(da)學(xue)的(de)化(hua)學(xue)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)還(hai)是(shi)找(zhao)到(dao)了(le)在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)測(ce)試(shi)這(zhe)一(yi)化(hua)學(xue)結(jie)構(gou)的(de)方(fang)法(fa)
，並(bing)且(qie)取(qu)得(de)了(le)進(jin)展(zhan)。“我們已經證明了雙原子碳結構被陽光分解的機製。”研究負責人蒂莫西·施密特說。

為了設計實驗探索雙原子碳分解之謎，研究團隊需要在地球上的受控環境中實現宇宙空間中的化學過程。“首先，我們必須製造出這種過於活躍因而無法存儲的分子。”施密特說，“畢竟它可不是能從超市裏買到的商品。”

研究人員選擇從另一種更大的分子——quanlvyixizhonghuoqushuangyuanzitan，liyonggaogonglvziwaijiguanghongjiqizhongdelvyuanzi，biankeyijiangshuangyuanzitanboli。ranhou，zhexiexinzhizaodeshuangyuanzitanfenzihuibeisongruchangyue2米的真空室中，2個ge紫zi外wai激ji光guang器qi將jiang指zhi向xiang在zai真zhen空kong室shi中zhong的de雙shuang原yuan子zi碳tan
，以yi便bian將jiang其qi破po壞huai。紫zi外wai線xian會hui撕si裂lie雙shuang原yuan子zi碳tan分fen子zi
，並bing且qie將jiang其qi中zhong的de碳tan原yuan子zi送song向xiang真zhen空kong室shi盡jin頭tou的de速su度du探tan測ce器qi。通tong過guo分fen析xi這zhe些xie原yuan子zi的de速su度du


，研yan究jiu團tuan隊dui可ke以yi將jiang雙shuang原yuan子zi碳tan中zhong化hua學xue鍵jian的de強qiang度du測ce量liang到dao約yue0.005%的精度，從而和太陽風中的紫外線強度進行比對。由於紫外線本身不可見
，設計和安排實驗本身非常困難，施密特的研究團隊花費了9個月的時間才得以進行第一次觀測，不過好在他們最終還是揭開了這一存在了90餘年的謎題。

太陽係中大約有3700顆ke已yi知zhi的de彗hui星xing
，可ke能neng還hai存cun在zai數shu十shi億yi顆ke未wei知zhi的de彗hui星xing。它ta們men對dui地di球qiu的de影ying響xiang可ke能neng比bi很hen多duo人ren想xiang象xiang中zhong的de還hai要yao重zhong要yao。畢bi竟jing生sheng命ming起qi源yuan的de理li論lun之zhi一yi，便bian是shi彗hui星xing或huo許xu曾zeng經jing將jiang最zui古gu老lao的de生sheng命ming，或huo是shi生sheng命ming誕dan生sheng的de基ji石shi——複(fu)雜(za)有(you)機(ji)物(wu)，送(song)到(dao)了(le)地(di)球(qiu)上(shang)。現(xian)在(zai)，彗(hui)星(xing)缺(que)失(shi)的(de)綠(lv)色(se)尾(wei)巴(ba)之(zhi)謎(mi)終(zhong)於(yu)被(bei)解(jie)開(kai)，但(dan)是(shi)關(guan)於(yu)彗(hui)星(xing)更(geng)多(duo)的(de)謎(mi)團(tuan)卻(que)仍(reng)舊(jiu)亟(ji)待(dai)解(jie)決(jue)
，或(huo)許(xu)時(shi)間(jian)將(jiang)會(hui)告(gao)訴(su)我(wo)們(men)更(geng)多(duo)關(guan)於(yu)彗(hui)星(xing)的(de)真(zhen)相(xiang)。

（作者係國家天文台星係宇宙學團組碩士
，文章來源於中國國家天文公眾號）