《自然天文学》化学家揭示甲醇的磁性秘密

2025年04月11日 阅读量:45

元素百科向您介绍化学家揭示甲醇的磁性秘密。查默斯科技大学的婴儿 Lankhar领导的一个科学家团队解决了天体化学中的一个重要问题:如何使用甲醇(最简单的酒精)来测量太空中的磁场。他们的研究成果发表在《自然天文学》杂志上,为天文学家提供了一种研究大质量恒星如何诞生的新方法。

在过去的半个世纪里,许多分子被发现在太空中。在射电望远镜的帮助下,天文学家可以研究新星和行星诞生的黑暗和密集的云中发生了什么。

当他们研究信号中的分子信号时,科学家可以测量温度、压力和气体运动。然而,在大质量恒星诞生的地方,还有另一个更难测量的主要因素:磁场。

Boy Lankhaar接管了这个项目。

“当最大和最重的恒星诞生时,我们知道磁场在其中起着重要的作用。但磁场如何影响这一过程是研究人员争论的话题。所以我们需要测量磁场的方法,这是一个真正的挑战。现在,由于我们的新计算,我们终于知道如何使用甲醇了。”他说。

几十年前,人们提出了空间中的甲醇(CH3)OH)研究磁场的方法。在许多新星周围的密集气体中,甲醇分子像天然微波激光器或微波激光器一样发出明亮的光。我们可以从甲醇脉泽测量到高信号强度和特殊发射频率。

“来自磁场的微波激射信号最能告诉我们恒星是如何形成的。随着我们对甲醇如何受到磁场影响的新认识,我们终于可以开始解释我们看到的。”团队成员Wouter Vlemmings说。

在实验室条件下测量甲醇磁性能的早期尝试遇到了问题。科学家们决定建立一个理论模型,以确保它与之前的理论和实验室测量结果一致。

“从量子力学的原理出发,我们在磁场中建立了甲醇的行为模式。很快,我们发现理论计算和实验数据之间有很好的一致性。这使我们有信心推断我们在太空中所期望的情况。”Boy Lankhaar解释说。

尽管如此,这项任务最终还是出乎意料地具有挑战性。理论化学家Ad van der Avoird和Gerrit Groenenboom需要进行新的计算和纠正以前的工作。

“因为甲醇是一个相对简单的分子,我们一开始认为这个项目很容易。相反,它被证明是非常复杂的,因为我们必须详细计算甲醇的性质。”Ad van der Avoird说。

新的结果为了解宇宙中的磁场开辟了新的可能性。他们还展示了如何解决天文学和化学中遇到的星形化学问题。天文学家Huib Jan van Langevelde解释说。

“令人惊讶的是,这些详细的计算需要揭示分子的复杂性,我们需要用今天最好的射电望远镜来解释我们所做的非常准确的测量。它需要化学和天体物理领域的专家来发现未来分子、磁场和恒星形成的新发现。”他说。

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