每隔一段時間，柯伊伯帶和奧爾特雲就會向我們拋出由冰、塵埃和岩石組成的銀河雪球。這是太陽系形成過程中46億年的遺留物。這些雪球–或者我們所知道的，彗星–在穿越天空時經歷了五顏六色的蛻變，許多彗星的頭部變成了光芒四射的綠色，隨着它們接近太陽而變得更加明亮。
但是奇怪的是，這種綠色的陰影在到達彗星後面拖着的一兩條尾巴之前就消失了。天文學家、科學家和化學家們被這個謎團困惑了近一個世紀。在20世紀30年代，物理學家格哈德-赫茲伯格推測這一現象是由於陽光破壞了二元碳（也被稱為二元碳或C2），這是一種由陽光和彗星頭部的有機物相互作用產生的化學物質–但由於二元碳並不穩定，這一理論一直很難得到驗證。
2021年12月20日發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的一項由新南威爾士大學悉尼分校領導的新研究，終於找到了在實驗室中測試這一化學反應的方法–並在此過程中證明了這個有90年歷史的理論是正確的。
“我們已經證明了二元碳被陽光分解的機制，”新南威爾士大學科學學院的化學教授、該研究的資深作者Timothy Schmidt說。”這解釋了為什麼綠色彗星–圍繞彗星核的氣體和塵埃的模糊層–隨着彗星越來越接近太陽而縮小，也解釋了為什麼彗星的尾巴不是綠色的。”
處於謎團中心的關鍵角色，二碳，既是高度活性的，又是使許多彗星呈現綠色的原因。它是由兩個碳原子粘在一起組成的，只能在極高能量或低氧環境中發現，如恆星、彗星和星際介質。
二元碳原本在彗星上不存在，但直到它們接近太陽，當光照和輻射開始使彗星變暖時，生活在冰核上的有機物就會蒸發並移到彗星上。然後，太陽光將這些較大的有機分子分解並形成二元碳。
新南威爾士大學領導的研究小組現在表明，隨着彗星更加接近太陽，極端的紫外線輻射會在一個叫做”光解”的過程中分解它最近創造的二元碳分子。這個過程在二元碳分子遠離彗星核之前就將其破壞，導致綠色彗星變得更加明亮和縮小，這一過程確保了綠色的色調永遠不會進入彗尾。
這是第一次在地球上研究這種化學作用。已經研究二碳15年的施密特教授說，這一發現有助於我們更好地了解二碳和彗星他說：”二碳來自於凍結在彗星核中的較大的有機分子的分解–那種作為生命成分的分子，”。
“通過了解它的壽命和破壞，我們可以更好地了解有多少有機物質從彗星上蒸發掉。像這樣的發現可能有一天會幫助我們解決其他太空之謎。”