第1个回答 2024-04-10
探索宇宙的化学奥秘，天体化学在1960年代射电天文学的革新中崭露头角，它将实验化学、计算化学等多个学科交织，聚焦于分子云和恒星形成区等星际环境。核心目标是揭示星际分子的诞生历程以及化学影响，手段则依赖于精细的分子光谱分析——转动光谱、振动光谱和电子光谱，它们分别是射电、红外和光学/紫外领域的瑰宝。
转动光谱虽能精准识别分子种类，但受限于气体状态与极性分子特性。红外振动光谱则能观察非极性小分子，但需要外部光源的辅助。相比之下，紫外可见光谱的解析工作更为复杂，对单个分子的识别具有挑战性。天体化学的权威机构如国际天体化学委员会和分部，凭借其卓越贡献，得到了国际学术界的广泛认可。
在天体化学的探索中，弥散星际带的形成可能源于多环芳烃（PAHs），而C60+离子的发现更是证实了这一假设。实验天体化学不仅研究分子光谱学，还深入探究反应动力学和冰化学。分子光谱学通过解析天文光谱，JPL和CDMS等数据库提供了丰富的研究数据。反应动力学则聚焦于反应速率和分支比的研究，对于构建天体化学模型至关重要。冰化学中，星际尘埃表面的冰层影响着化学反应的进行，理论模型如化学反应网络和流体力学模型（如UMIST和KIDA）在模拟过程中扮演着关键角色。
化学反应网络模型在模拟恒星升温和有机物丰度的演化过程中，与天文观测数据进行对比，揭示了生命的起源和化学物质演化历程。至今，科学家们已发现200多种星际分子，包括银河系内外的甲烷、甲醇等，这一数字仍在不断增长。这些发现记录在CDMS数据库的"Molecules in Space"页面上，涵盖了大量研究，如Astrochemistry、Chemistry careers等领域[1-15]。值得一提的是，2018年，人类首次在银河系以外探测到了复杂的有机分子，这一突破性发现无疑为天体化学打开了新的窗口[16]。
以上研究文献汇集了天体化学领域的基石知识，为理解宇宙的化学宇宙学提供了坚实的基础。通过这些深入细致的探索，我们逐步揭示了星际化学的奥秘，为揭开生命起源和宇宙历史的谜团迈出坚实的一步。