咻咻~咿?他們好像聞到了宇宙的「氣味」……
![]() |
咻咻~咿?他們好像聞到了宇宙的「氣味」……在地球上,我們憑藉鼻子感受周圍豐富多樣的氣味,每一種氣味都是化學分子與嗅覺受體的奇妙互動。那麼,廣袤無垠的宇宙中是否也存在着各種各樣的「氣味」呢?這看似天方夜譚,實際上,科學家們正通過多種方式,努力揭開宇宙氣味的神秘面紗[1]。
目錄
[隱藏]宇航員的直觀感受:太空有「味」
當宇航員進行太空行走時,太空中極其微小的化學物質和分子,會悄然附着在他們的宇航服、頭盔以及工具的表面。待他們返回空間站,重新進入有空氣的環境後,這些附着的物質會與艙內空氣發生化學反應,從而釋放出獨特的氣味。美國宇航員唐納德・佩蒂特,就曾將太空的氣味形容為「甜美的金屬味」,這種味道讓他聯想到電弧焊接時產生的煙霧。德國宇航員亞歷山大・格斯特的描述則更具畫面感,他覺得太空聞起來像「核桃和摩托車剎車片的混合味道」。而參與阿波羅11號任務的巴茲・奧爾德林,把太空的氣味比作「燒焦的木炭」。
太空氣味從何而來?
關於太空氣味的來源,目前有兩種主流觀點。一種觀點認為,空間站周邊的大氣環境近乎真空,但並非完全真空,殘餘大氣層中存在的原子氧,會附着在宇航員的航天服或工具表面。當宇航員重返空間站時,這些單個的氧原子會與艙內的氧氣結合,形成臭氧,而臭氧所具有的特殊氣味,就成了宇航員聞到的「太空味」。另一種觀點則認為,宇航員聞到的氣味,可能來自垂死恆星釋放出的多環芳烴分子。當恆星走向生命盡頭,會釋放出巨大能量,並產生多環芳烴,這些分子在宇宙中四處飄蕩,或許就成為了宇航員鼻腔中的獨特「訪客」。
光譜分析:「嗅探」宇宙氣味的科學利器
宇航員的描述雖然有趣,但如果想要更深入、更科學地了解宇宙的「氣味」,光譜分析技術就派上了大用場。天文光譜堪稱解讀宇宙奧秘的關鍵工具,通過光譜儀,來自遙遠星雲或恆星的光,能夠被分解成不同波長的光譜。不同的分子吸收或發射光波的長度各異,會在光譜中留下獨特標誌,藉此科學家就能判斷該分子是否存在[2]。
光譜分析的發展歷程
光譜的發現可以追溯到1666年,牛頓用稜鏡將白光分解為七色光譜,這一開創性的實驗為光譜學奠定了基礎。隨着科學技術的不斷進步,天文學家們開發出了更為先進的儀器和方法。從早期低分辨率的光譜記錄,到如今高精度的光譜觀測,反射式望遠鏡、消色差折射望遠鏡、折反射望遠鏡等光學儀器的演進,為光譜觀測技術提供了強有力的支撐。19世紀初,光柵的發明使得科學家能夠精確測量光的波長。1814年,夫琅和費在太陽光譜中發現了數百條黑色的吸收線,這些吸收線成為了天體化學分析的重要起點。1859年,德國物理學家基爾霍夫通過光譜對比,確認了太陽大氣中鈉元素的存在,這一發現意義非凡,開啟了通過光譜分析恆星和星雲物質構成的新時代。
藉助光譜發現宇宙「香氣」
人馬座B2星雲是宇宙分子觀測研究中的經典案例。它位於銀河系中心附近,距離地球約390光年,體積龐大,蘊含着豐富的化學元素和分子。1975年,德國馬克斯・普朗克射電天文研究所的科學家,利用波恩100米射電望遠鏡觀測人馬座B2時,首次發現了甲醇和甲酸等複雜有機分子的存在。2009年,科學家藉助歐洲南方天文台的阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列望遠鏡,對人馬座B2進行高分辨率觀測時,又有了重大突破——首次在星雲中發現了乙酸乙酯分子。乙酸乙酯是製造香料和溶劑的常用物質,在地球上,它賦予了水果香甜的果香。通過對乙酸乙酯射電光譜指紋的分析,科學家推測人馬座B2星雲中可能瀰漫着類似水果和朗姆酒的香氣。不僅如此,這片星雲中還發現了乙醇、乙醛以及氨基甲酸乙酯等「味道分子」,共同塑造了人馬座B2星雲獨特的「酒館」化學風貌。
宇宙並非處處「飄香」:那些難聞的天體氣味
宇宙中的氣味並非都是令人愉悅的,我們太陽系中的木星,就是一個典型的例子。木星的大氣層主要由氫氣和氦氣組成,同時含有少量的氨、硫化氫和甲烷。其中,硫化氫帶有強烈的臭雞蛋味,氨與甲烷的氣味也並不宜人,這些氣體混合在一起,創造出了一種極為刺鼻的氣味。木星的衛星木衛一,是太陽系中最活躍的火山世界,其地表不斷噴發出二氧化硫和硫化氫等化合物,這些物質在地球上也是臭名昭著的氣味源頭。不過,這些難聞的氣味也為科學家提供了研究木星及其衛星大氣環境和化學反應的重要線索。
探索宇宙氣味的意義
從宇航員對太空氣味的直觀感受,到通過光譜分析探索遙遠星雲中的「氣味分子」,再到研究太陽系內天體的獨特氣味,我們對宇宙氣味的探索,絕不僅僅是滿足好奇心。每一種氣味背後,都蘊含着豐富的宇宙信息。通過分析這些氣味,科學家能夠了解天體的化學組成、物理條件和演化歷程,為研究恆星、星雲和行星的形成與演化提供重要依據。隨着技術的不斷進步,未來我們或許能夠在實驗室中更加精準地重現宇宙的氣味,以全新的方式感知宇宙的獨特魅力。
參考文獻
- 移至 ↑ 外太空氣味比想象的更難聞,荔枝網,2024-01-15
- 移至 ↑ 宇宙的香氣,上海科普網,2024-11-15