除了探讨地球生命的起源及其他星球生命的可能性，揭示星际空间中的有机（碳基）化学是理解宇宙化学的关键。
随着直接观测技术的不断进步，太空中探测到的有机分子种类及其相互作用的理解也在逐步增加。然而，实验室实验揭示了复杂的过程，并提供了重要的线索。
北海道大学的研究人员与东京大学的同事在《自然天文学》杂志上发表了关于碳原子在星际冰粒中核心作用的新实验室见解。
一些最复杂的有机分子被认为是在极低温度下于星际冰粒表面形成的，这种冰粒在宇宙中非常丰富。
所有有机分子都是由碳原子构成的。大多数碳原子最初是通过恒星内部的核聚变反应形成的，最终在恒星以超新星爆炸的方式散布到星际空间。然而，要形成复杂的有机分子，碳原子需要一种机制来聚集在冰粒表面，与其他原子相遇并形成化学键。这项新研究提出了一种可行的机制。
北海道大学低温科学研究所的化学家Masashi Tsuge表示：“在我们的研究中，我们在实验室中重现了可行的星际条件，能够探测到在冰粒表面扩散的弱结合碳原子反应并生成C2分子。”C2也被称为双原子碳，是由两个碳原子结合而成的分子；它的形成是星际冰粒上存在扩散碳原子的具体证据。
研究表明，扩散可以在30开尔文（-243°C / -405.4°F）以上的温度下发生，而在太空中，碳原子的扩散可以在22开尔文（-251°C / -419.8°F）的温度下激活。
Tsuge指出，这一发现将一个以前被忽视的化学过程引入了如何通过稳定添加碳原子来构建更复杂有机分子的框架。他认为这些过程可能发生在恒星周围的原行星盘中，行星正是从那里形成的。所需的条件也可能在所谓的半透明云中形成，这些云最终会演变成恒星形成区。这或许也能解释地球上孕育生命的化学物质的起源。
除了生命起源的问题，这项研究还为各种化学反应增加了一个基本的新过程，这些反应可能已经建立，并且仍然可能在整个宇宙中建立碳基化学。
作者还总结了目前对复杂有机化学物质在太空中形成的更普遍理解，并考虑了由扩散的碳原子驱动的反应可能如何改变现有的情况。
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希望本篇文章《科学家探讨碳原子在星际冰粒中的扩散机制》能对你有所帮助！
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