在陨石中发现钻石使科学家们认真思考它们在太空中如何发生。这个艺术家的概念在一颗热星旁边显示了许多钻石。图片由NASA / JPL-Caltech提供。
加利福尼亚州莫菲特菲尔德的美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家说，钻石在地球上可能很少见，但在太空中却很常见。NASASpitzer太空望远镜的超灵敏红外眼睛非常适合侦察它们。
研究人员使用计算机模拟技术开发了一种策略，用于在太空中发现尺寸仅为纳米（十亿分之一米）的钻石。这些宝石比沙粒小25,000倍，对于订婚戒指来说太小了。但是天文学家认为，这些微小的粒子可以为了解富含碳的分子（地球上的生命基础）如何在宇宙中发展提供有价值的见解。
科学家开始认真考虑1980年代太空中钻石的存在，当时坠入地球的陨石的研究发现许多纳米级的微小钻石。天文学家确定，陨石中发现的所有碳的3％以纳米金刚石的形式出现。如果说陨石是外太空尘埃含量的反映，那么计算表明，宇宙云中只有一克尘埃和气体就可以包含多达10,000万亿个纳米金刚石。
“我们经常被问到的问题是，如果纳米金刚石的空间足够大，为什么我们没有经常看到它们呢？”艾姆斯研究中心的Charles Bauschlicher说。他们只被发现了两次。 “事实是，我们只是对它们的红外和电子特性了解不足以检测其指纹。”
为了解决这个难题，鲍斯里彻（Bauschlicher）和他的研究小组使用计算机软件来模拟星际介质（恒星之间的空间）充满纳米金刚石的情况。他们发现，这些太空钻石在3.4至3.5微米和6至10微米的红外光范围内明亮地发光，其中Spitzer尤其敏感。
天文学家应该能够通过寻找独特的“红外指纹”来看到天体钻石。当附近恒星发出的光使一个分子破裂时，其键会伸展，扭曲和弯曲，从而发出独特的红外光。 Spitzers红外光谱仪就像棱镜一样将白光分解成彩虹，将红外光分解成其组成部分，使科学家能够看到每个分子的光信号。
团队成员怀疑还没有在太空中发现更多的钻石，因为天文学家没有使用正确的仪器在正确的地方寻找。钻石由紧密结合的碳原子制成，因此需要大量的高能紫外线才能使钻石键弯曲和移动，从而产生红外指纹。因此，科学家得出结论，看到太空钻石标志性光芒的最佳地点就在一颗热星附近。
一旦天文学家弄清楚了在哪里寻找纳米金刚石，另一个谜团就是弄清楚它们在星际空间环境中是如何形成的。
埃姆斯公司的路易斯·阿拉曼多拉说：“太空钻石的形成条件与地球上形成的钻石完全不同。”
他指出，地球上的钻石是在巨大的压力下形成的，深处的行星内部温度也很高。但是，在冷的分子云中发现了太空钻石，其压力降低了数十亿倍，温度也低于负240摄氏度（负400华氏度）。
“现在，我们知道在哪里寻找发光的纳米金刚石，像斯皮策这样的红外望远镜可以帮助我们了解它们在太空中的生活，”阿拉曼多拉说。
关于这一主题的博士论文已被发表在《天体物理学杂志》上。 Allamandola与Ames的Liu Yufei，Alessandra Ricca和Andrew L. Mattioda是该论文的合著者。
位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室负责管理华盛顿NASA科学任务局的Spitzer太空望远镜任务。科学操作是在同样位于帕萨迪纳的加利福尼亚理工学院的Spitzer科学中心进行的。加州理工学院为NASA管理JPL。