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、塵(chen)埃(ai)和(he)岩(yan)石(shi)組(zu)成(cheng)的(de)彗(hui)核(he)受(shou)熱(re)升(sheng)華(hua)，會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)揮(hui)發(fa)性(xing)氣(qi)體(ti)和(he)一(yi)部(bu)分(fen)塵(chen)埃(ai)，形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)大(da)氣(qi)層(ceng)，即(ji)彗(hui)發(fa)。彗(hui)發(fa)中(zhong)的(de)塵(chen)埃(ai)會(hui)反(fan)射(she)太(tai)陽(yang)光(guang)，一(yi)些(xie)分(fen)子(zi)會(hui)在(zai)太(tai)陽(yang)光(guang)下(xia)發(fa)生(sheng)複(fu)雜(za)的(de)分(fen)解(jie)反(fan)應(ying)，光(guang)電(dian)離(li)而(er)生(sheng)成(cheng)離(li)子(zi)態(tai)物(wu)質(zhi)，它(ta)們(men)的(de)電(dian)子(zi)會(hui)因(yin)此(ci)在(zai)激(ji)發(fa)態(tai)和(he)基(ji)態(tai)間(jian)反(fan)複(fu)橫(heng)跳(tiao)，不(bu)斷(duan)輻(fu)射(she)出(chu)對(dui)應(ying)頻(pin)率(lv)的(de)光(guang)。而(er)彗(hui)發(fa)在(zai)太(tai)陽(yang)光(guang)和(he)太(tai)陽(yang)風(feng)的(de)壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)被(bei)吹(chui)飛(fei)，在(zai)背(bei)向(xiang)太(tai)陽(yang)的(de)方(fang)向(xiang)上(shang)就(jiu)會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)被(bei)拉(la)長(chang)形(xing)成(cheng)彗(hui)尾(wei)。

youyulizibenshenshoudaotaiyangfengdezuoyongyuanbichenaigengweiqianglie，yincihuiweizhongdelizibufenzongshiyangezhixiangbeiduitaiyangdefangxiang
，erchenaibufenzehuibeituozhuaixianghuixingdeguidaofangxiang
，dangliangzhefangxiangbuyizhishi，huixingjiuhuichuxianliangtiaoweiba。

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·hecibogejiutuicezhezhongxianxianghuoxushiyouyutaiyangguangjinyibupohuaileshuangyuanzitanjiegouerxingchengde。zheshiyinweishuangyuanzitanbenshenshiyizhongjiweihuoyuedefenzijiegou，zai“危機四伏”的太陽風中恐怕撐不了一時半會兒。

suizhehuixingyuelaiyuejiejintaiyang，taiyangguanghuixianfenjiehuixingzhongdeyoujifenzishengchengshuangyuanzitan，zheyiguochengbeichengweiguangjieli，ranersuijizhexieshuangyuanzitanfenziyoujixubeiziwaixianfenjie。taiyangfengzhongdejiduanziwaifushequebaolezaiguangjieliguochengzhongchanshengdeshuangyuanzitanzaiyuanlihuihezhiqianbianbeiquanbucuihui，zhejiudaozhihuifadelvsebufentijisuoxiaobingbiandegengliang，tongshiyequebaolelvguangbuhuimanyanzhihuiwei。

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——全(quan)氯(lv)乙(yi)烯(xi)中(zhong)獲(huo)取(qu)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)
，利(li)用(yong)高(gao)功(gong)率(lv)紫(zi)外(wai)激(ji)光(guang)轟(hong)擊(ji)其(qi)中(zhong)的(de)氯(lv)原(yuan)子(zi)，便(bian)可(ke)以(yi)將(jiang)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)剝(bo)離(li)。然(ran)後(hou)
，這(zhe)些(xie)新(xin)製(zhi)造(zao)的(de)雙(shuang)原(yuan)子(zi)碳(tan)分(fen)子(zi)會(hui)被(bei)送(song)入(ru)長(chang)約(yue)2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3700keyizhidehuixing，kenenghaicunzaishushiyikeweizhidehuixing。tamenduidiqiudeyingxiangkenengbihenduorenxiangxiangzhongdehaiyaozhongyao。bijingshengmingqiyuandelilunzhiyi，bianshihuixinghuoxuzengjingjiangzuigulaodeshengming，huoshishengmingdanshengdejishi——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）