我們知道鐵是宇宙中最豐富的元素之一，還有氫、氧和碳等較輕的元素。在星際空間之外，應(yīng)該有大量的氣態(tài)鐵。那么，為什么當天體物理學家向外看太空時，他們看到的東西如此之少呢？換句話說，太空中應(yīng)該有更多的鐵。為什么我們看不到呢？
在回答這個問題之前，首先我們必須知道，鐵如此豐富是有原因的，這與天體物理學中一個叫做鐵峰的東西有關(guān)。
在我們的宇宙中，氫、氦以及一些鋰和鈹是在大爆炸核聚變過程中產(chǎn)生的，而除了氫和氦以外的元素基本都是由恒星的核合成產(chǎn)生的，但是這些元素的數(shù)量并不相同。
因此宇宙中一些豐富的元素包括氫和氦都很豐富，然后鋰、鈹和硼的含量明顯不高，它們在恒星和宇宙大爆炸中的化學合成進行的并不順利。在下面這張圖，你可以看到除鐵外，所有物質(zhì)都大量減少。而事實是，鐵峰出現(xiàn)的原因與核聚變和核裂變所需的能量有關(guān)。
對于比鐵輕的元素，聚變釋放能量，裂變消耗能量。對于比鐵重的元素，情況正好相反，它的聚變消耗能量，而裂變釋放能量，這是因為原子物理中所謂的結(jié)合能。比如我們用鈾在核電站里裂變發(fā)電，鈾比鐵重得多。因此同理，恒星通過聚變產(chǎn)生能量，使用的氫比鐵輕得多。
在恒星的日常生活中，包括鐵在內(nèi)的元素都是通過核合成產(chǎn)生的。如果你想要比鐵更重的元素，你必須等待超新星的爆發(fā)，以及由此產(chǎn)生的超新星核合成。由于超新星很稀有，所以重元素比輕元素更稀有。
那么問題來了，為什么我們看不到呢?
我們知道固態(tài)鐵存在于像我們這樣的行星的核心和外殼中。我們也知道它在像太陽這樣的恒星中以氣態(tài)形式存在。但問題是，它應(yīng)該在星際環(huán)境中以氣態(tài)形式存在，但我們就是看不見它。
雖然我們知道它肯定在那里，但是就是看不見它，這意味著它有可能被包裹在其他的固態(tài)或者分子態(tài)中。盡管科學家們已經(jīng)尋找了幾十年，但他們還沒有發(fā)現(xiàn)它，直到現(xiàn)在！
現(xiàn)在，亞利桑那州立大學的一組宇宙化學家表示，他們已經(jīng)解開了失蹤鐵的謎團。他們說，太空中鐵和碳分子結(jié)合在一起，形成了一種叫做假碳炔的東西，一直隱藏在人們的視線之中。偽碳炔很難被發(fā)現(xiàn)，這是一種可能在星際介質(zhì)中廣泛存在的新分子，因為它們的光譜與空間中大量存在的其他碳分子相同。
據(jù)研究人員表示，鐵偽碳炔很可能廣泛存在于星際介質(zhì)中，極低的溫度會導致碳鏈在鐵簇上凝結(jié)。隨著時間的推移，這些鐵偽碳炔會形成復(fù)雜的有機分子。他們還研究了最近在星塵和隕石中發(fā)現(xiàn)的鐵原子簇的證據(jù)。在極冷的星際空間，這些鐵原子的作用有點像碳的“凝結(jié)核”。不同長度的碳鏈會附著在它們上面，這個過程會產(chǎn)生不同于氣態(tài)鐵的分子。但是他們看不到這些分子中的鐵，因為它們偽裝成沒有鐵的碳分子。隨后他們計算了這些分子的光譜，發(fā)現(xiàn)它們的光譜特征幾乎與不含鐵的碳鏈分子相同。
他們不僅找到了“失蹤”的鐵，還可能解開了另一個長久以來的謎團:太空中大量不穩(wěn)定的碳鏈分子。
我們知道含有9個以上碳原子的碳鏈是不穩(wěn)定的。但是當科學家們向太空望去時，他們發(fā)現(xiàn)了含有9個以上碳原子的碳鏈。大自然是如何形成這些不穩(wěn)定的鏈條一直是個謎。而事實證明，正是鐵賦予了碳鏈穩(wěn)定性。較長的碳鏈可以通過添加鐵團簇來穩(wěn)定加固。不僅如此，這一發(fā)現(xiàn)還為在太空中構(gòu)建更復(fù)雜的分子開辟了一條新途徑！
