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追溯地球之外 – 太空FT-IR
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡雖然才服役了幾天，但已在采集壯觀的地外紅外圖像。
這些圖像只是望遠鏡所能提供的信息的一小部分。它還能產(chǎn)生能夠提供太陽系和遙遠銀河系的重要信息的紅外光譜。因此，我們無需前往外太空去采集紅外光譜和成像研究地外空間。
不必一直仰望星空……
無論是在太空還是在地球上，都可利用FT-IR光譜來確定隕石和其他地外天體的組成成分。
例如，它可分析隕石中的有機碳，還可以幫助我們進一步探索關(guān)于地球之水從何而來。通過布魯克LUMOS II和HYPERION IIFT-IR顯微紅外光譜儀，我們可以將太空帶到您實驗室的工作臺上。
布魯克LUMOS II和HYPERION II FT-IR顯微鏡將太空研究帶到地球上
太空中的有機質(zhì)是如何形成的？
來自紐約和橫濱的研究人員利用基于同步加速器的FT-IR顯微鏡，研究墜落在塔吉什湖（Tagish Lake）的隕石。1
相關(guān)論文研究了礦物與有機質(zhì)之間的空間和光譜關(guān)系。為此，研究人員實現(xiàn)了HYPERION 3000與Vertex 70 FT-IR光譜儀的結(jié)合使用。作者揭示了隕石顆粒的層狀硅酸鹽中脂肪族碳氫（C-H）和羥基（OH）化合物之間的空間聯(lián)系。
這意味著什么呢？尤其值得一提的是硅酸鹽與有機質(zhì)之間的聯(lián)系，為隕石及其母體中有機質(zhì)的起源和演化提供了可能的線索。事實上，結(jié)果可能表明層狀硅酸鹽：
在有機質(zhì)的合成中充當(dāng)反應(yīng)表面
保護有機質(zhì)不被氧化
細節(jié)1。分子官能團的綜合紅外圖像。
a) 顆粒的可見顯微圖像，b) 1180–850cm-1對應(yīng)于硅酸鹽中的Si-O延伸，e) 3000–2800cm-1對應(yīng)于脂肪族 C-H延伸。圖像的顏色代表吸光度，紅色代表最高，紫色代表z低。
這一令人激動的發(fā)現(xiàn)為我們了解太陽系的歷史和有機質(zhì)的演化提供了嶄新而有價值的見解。
地球之水的起源……
另一個令人不解的問題是：水是如何來到地球和太陽系其他行星的？大概是“背負”在碳質(zhì)球粒隕石（CC）的背上——像撞擊體一樣。
但對于這些水被捕獲的機制，迄今尚不清楚。假定水是被貯存在撞擊熔融物（如撞擊玻璃狀物質(zhì)）中。為了揭示這背后的可能機制，來自布朗大學(xué)的科學(xué)家進行了較高速撞擊實驗。2他們向無水浮石靶標發(fā)射葉蛇紋石彈，以模擬水到達行星的過程。
他們利用布魯克的LUMOS FT-IR顯微鏡透射模式分析了反應(yīng)產(chǎn)物。使用FT-IR測定水的豐度和形態(tài)，通過分析3570 cm-1和1630 cm-1波長附近的吸收帶計算總?cè)芙馑腿芙鉃榉肿討B(tài)的H2O。通過分析4500 cm-1波長附近的吸收帶計算溶解為游離態(tài)OH的水。
圖A所示為反應(yīng)產(chǎn)物的拋光顆粒。彩色方框?qū)?yīng)于圖B和圖C中的FT-IR光譜。2
這些令人興奮的實驗表明，類CC隕石發(fā)射體將其相當(dāng)大量（30%）的原始水提供給了硅酸鹽結(jié)構(gòu)體。
結(jié)論
未來幾年，詹姆斯·韋伯望遠鏡將為我們帶來許多來自外太空的寶貴信息和絕美畫面。我們也可以呆在地面上，在太空探索領(lǐng)域取得突破性的發(fā)現(xiàn)。
參考資料
(1) Yesiltas, M. and Kebukawa, Y. Associations of organic matter with minerals in Tagish Lake meteorite via high spatial resolution synchrotron-based FT-IR microspectroscopy. Meteoritics & Planetary Science. 584–595 (2016). doi: 10.1111/maps.12609
(2) Daly, T. and Schultz, P.H. The delivery of water by impacts from planetary accretion to present. Sciences Advances. 4: eaar2632 (2018). doi: 10.1126/sciadv.aar2632
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