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出版者:Kluwer Academic Print on Demand

作者:Schmitt, B. (EDT)/ De Bergh, C. (EDT)/ Festou, M. (EDT)

出品人:

页数:838

译者:

出版时间:1998-1

价格:$ 688.17

装帧:HRD

isbn号码:9780792349020

丛书系列:

图书标签:

太阳系
冰
行星科学
天文学
宇宙
冷冻世界
水冰
甲烷冰
氨冰
小行星
彗星
柯伊伯带
奥尔特云

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具体描述

Predicted long ago to be present on the surface of planetary bodies by theoreticians and recently shown by interplanetary spacecraft and ground- based instruments to be ubiquitous in the Solar System, ices in a broad sense have become an extremely important subject in planetary research. Ices found on objects formed in the remote parts of the Solar System contain a message about the composition and mode of formation of our planetary system. There are also objects that contain icy materials that bear signatures of past events on a geological timescale. Their study is one of the best means of inquiring about the origins, accessing the past and anticipating the future of our Solar System. The reviews in this book collect together a series of papers covering the physics and chemistry of ices, as well as the geology of icy surfaces. They present an extensive summary of their chemical and physical properties relevant to planetary astronomy. They also provide an overview of planetary bodies that contain ices and the outstanding problems of the field. Audience: The book is intended to become a reference for researchers and graduate students. It is accessible to senior graduate students with a background in planetary science.

好的，这是一本名为《星际之尘：遥远世界的化学奇观》的图书简介，内容与《Solar System Ices》无关，并且力求详尽、自然。 --- 星际之尘：遥远世界的化学奇观作者：艾莉亚·凡恩 & 罗南·凯尔出版社：天穹之眼文丛 ISBN：978-1-94882-301-5 跨越光年的分子奥秘在浩瀚无垠的宇宙剧场中，恒星是光芒万丈的主角，行星则是围绕其舞蹈的配角。然而，真正的幕后推手，那些塑造了星系结构、孕育了生命可能性的物质，却潜藏在黑暗、寒冷且看似空无一物的空间之中——它们是星际尘埃（Interstellar Dust）。《星际之尘：遥远世界的化学奇观》并非一本聚焦于我们太阳系内部冰封世界的著作，而是将目光投向了银河系乃至更远处的分子云、原行星盘以及星际介质（ISM）中，那些由微小颗粒承载的复杂化学反应。本书带领读者深入探索这些宇宙中的“微粒工厂”，揭示它们如何通过独特的低温、高真空环境，催化出地球上难以想象的分子合成过程。内容提要：从原子到复杂有机分子本书结构严谨，分为七个主要部分，层层递进，系统阐释了星际尘埃的物理特性、化学过程以及对宇宙演化的深远影响。第一部分：看不见的构造——星际尘埃的物理学本章首先界定和量化了星际尘埃的概念。我们讨论了尘埃颗粒的平均尺寸、质量分布（从纳米级的碳质颗粒到微米级的硅酸盐晶体），以及它们在星际介质中扮演的消光、散射和加热角色。重点分析了如何利用红外、射电和可见光观测数据来反演尘埃的物理模型，例如修正的洛伦兹洛伦兹模型在描述吸收谱线中的应用。此外，我们详细考察了尘埃颗粒的形态学——无定形与晶体结构，以及它们如何通过宇宙射线轰击发生空间上的重新分布。第二部分：宇宙的低温熔炉——尘埃表面的催化作用星际介质的温度极低（通常低于50开尔文），这使得气体相的化学反应速率极为缓慢。本书的核心论点在于，尘埃颗粒的表面是宇宙中主要的反应场所。我们将探讨“吸附”——原子和简单分子如何粘附在尘埃晶格或无定形结构上。随后，我们深入研究了量子隧道效应在低温下的重要性，解释了即使能量壁垒很高，氢原子和氘原子也能穿过，形成分子氢（H₂）的机制。这一机制是理解宇宙中原子如何结合为更重分子的第一步。第三部分：水、一氧化碳与生命的基石虽然本书不侧重于太阳系冰层，但星际空间中水冰的形成机制至关重要。我们详细分析了水分子（H₂O）如何在尘埃表面通过氧原子与氢原子的逐步加成反应中大量生成，以及其丰度如何指示了特定分子云的演化阶段。此外，本章重点讨论了复杂有机分子（COMs）的前体物质，如甲醇（CH₃OH）、甲醛（H₂CO）的合成路径。通过对特定谱线的分析，我们对比了不同密度环境下，这些关键分子是如何被“冷冻”并储存起来的。第四部分：复杂有机分子的爆发——从简单到宏观这是全书最具挑战性的一章。我们探讨了表面聚合反应。当简单的碳氢化合物和含氮分子在尘埃表面聚集足够浓度后，它们会经历热能输入（如邻近恒星的辐射或冲击波）的激活，导致复杂的链式反应。我们将展示如何从甲烷、乙炔等简单分子，通过一系列脱氢和环化过程，理论上构建出诸如芳香族碳氢化合物（PAHs，多环芳烃）以及更复杂的氨基酸前体分子。此处引用了最新的实验室模拟数据，以支持这些星际化学模型的有效性。第五部分：高能辐射的洗礼——宇宙射线与光解作用尘埃颗粒不仅是反应器，也是宇宙射线的“靶子”。本章阐述了高能粒子（如质子和重离子）穿透分子云时，如何将能量传递给吸附的分子，引发非热化学反应。例如，宇宙射线如何促使氮分子（N₂）解离，从而启动含氮有机物的合成。同时，我们也详细分析了紫外光（UV）对分子云外部和尘埃云边缘的影响——光解作用如何精确地切割和重组脆弱的分子结构，形成新的稳定态。第六部分：尘埃的命运——行星形成与化学回收星际尘埃的最终归宿是行星的形成。本章将讨论尘埃颗粒如何通过碰撞、团聚，从微米级增长到毫米级，最终形成星子（planetesimals）的早期阶段。我们关注的重点是：化学遗产的传递。那些在原行星盘中形成的复杂有机分子，是如何被“封装”进这些早期固体结构中，并最终被输送到新形成的岩石行星或冰巨星内部的。这为理解地球上生命起源的化学原料来源提供了更广阔的视角。第七部分：展望——下一代望远镜的化学前沿本书以对未来探索的展望作结。我们讨论了詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）及其红外光谱能力，如何帮助我们识别更加复杂、丰度更低的星际分子。同时，我们也展望了未来地面射电阵列（如ALMA的升级）在解析尘埃结构内部的化学梯度方面将扮演的角色。核心问题依旧：宇宙的化学过程是否遵循普适的规律，以及我们距离合成出具有生物学意义的复杂分子还有多远？ --- 本书特色跨学科深度融合：结合了天体物理学、量子化学、实验模拟和光谱学，为读者提供了一个全面的知识框架。聚焦非传统化学：避开了常见的恒星结构和行星轨道讨论，专注于在极端条件下（极低温度、高真空）发生的独特分子反应。丰富的图表和数据：包含大量由先进射电望远镜采集的原始光谱数据分析图表，以及实验室模拟的反应路径图示，确保了科学的严谨性与视觉的吸引力。严谨的学术视角：本书旨在成为天体化学研究领域研究生和资深爱好者的重要参考资料，而非普及读物，其论述深入且不回避复杂的理论模型。《星际之尘：遥远世界的化学奇观》揭示了宇宙中无处不在的“化学创造力”。它证明了即使在最荒凉的星际空间，分子也从未停止组合、演化和等待着被赋予新的意义。对于任何对宇宙物质起源、复杂分子形成以及生命化学前奏感兴趣的研究者和读者来说，这是一部不可或缺的深度指南。