Кометы — это глыбы льда и пыли, оставшиеся после образования Солнца и планет. Они блуждают во внешних, холодных и темных областях Солнечной системы. Время от времени кометы проходят вблизи от нашего светила, и, нагреваемые излучением звезды, образуют длинный хвост, состоящий из пыли, газов и конденсированных паров. Кометы становятся видимыми, их газопылевые хвосты иногда простираются на несколько миллионов километров. Эти звёздные странники вызывают интерес наблюдателей не одно тысячелетие. Было замечено, что иногда головы комет имеют зеленоватую окраску, но хвосты всегда остаются белыми.
Долгое время этот феномен не находил объяснения, но в 30-х годах прошлого столетия канадский физик немецкого происхождения Герхард Херцберг высказал предположение, что причиной столь странной окраски является наличие в кометном веществе молекул диуглерода, состоящих из двух связанных атомов углерода. В космосе он существует внутри звёзд, туманностей и комет.
Новое исследование диуглерода и его поведения в условиях, близких к кометным, результаты которого были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, проверило и полностью подтвердило теорию Херцберга. Исследование было проведено в Университете Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия.
По словам Тима Шмидта, химика, курировавшего команду учёных, основной сложностью работы было то, что диуглерод чрезвычайно активен и почти мгновенно распадается в обычных условиях. Исследователям пришлось смоделировать космическую среду в лабораторных условиях при помощи установки, состоящей из вакуумной камеры и ультрафиолетовых лазеров.
В кометах, достаточно приблизившихся к Солнцу, диуглерод образуется постоянно. Солнечный свет нагревает лёд, часть которого, вероятно, состоит из ацетилена – соединения водорода и углерода с формулой С2Н2. Под действием солнечного ультрафиолета молекула ацетилена разрушается, теряя атомы водорода, в результате чего и образуется диуглерод. Далее молекулы диуглерода поглощают солнечный свет и переизлучают его в зелёной части спектра. Однако, в силу своей неустойчивости, молекулы диуглерода быстро разрушаются (примерно в течении двух дней) и, таким образом, их концентрация резко падает от головы к хвосту кометы. Именно этим вызвано зелёное свечение, исходящее от тела кометы.
Кометы – отличные “лаборатории” по изучению химического состава Солнечной системы в том виде, в котором она была незадолго после своего зарождения. Благодаря высокочувствительным сенсорам телескопы могут детально изучать хорошо подсвеченные Солнцем кометные хвосты.
Подтверждение причины зелёного свечения комет позволит лучше понять историю их образования и чуть шире приоткрыть окно в глубокое прошлое Солнечной системы.