Цвета космоса: почему некоторые кометы светятся зеленым
В рамках экспериментального изучения этого явления исследователи применили УФ-лазерную установку. Методика заключалась в отделении атомов хлора от молекул хлорида кальция (C2Cl4) с последующим воздействием мощного светового потока на молекулы диуглерода (C2).
Неожиданным открытием стал механизм взаимодействия молекулы со световыми частицами. Вместо классического сценария с поглощением и излучением одного фотона при распаде (что давало бы зеленый спектр), наблюдалось поглощение пары фотонов. Первый фотон приводил молекулу C2 в метастабильное состояние, тогда как второй переводил ее в еще более энергетически насыщенное и неустойчивое положение. После этого молекула распадается и возникает то самое «зеленое» свечение.
Примечательно, что в ходе этого процесса молекула C2 проходит через два энергетических перехода, традиционно считающихся «невозможными». Важно отметить, что данные переходы не противоречат фундаментальным физическим законам, но в лабораторных условиях такое наблюдают очень редко.
Причина кроется в особенностях лабораторных условий, где молекулы находятся в тесной близости. В космическом пространстве около комет ситуация иная — молекулы разделены значительными расстояниями и практически не вступают во взаимодействие с окружающими частицами.
Результаты эксперимента показывают, что на дистанции, равной расстоянию между Землей и Солнцем, молекула C2 существует около двух суток. Это объясняет локализацию зеленого свечения исключительно вокруг головной части кометы, без распространения на хвост — процесс распада протекает слишком стремительно.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.