柯伊伯带是一个巨大的圆盘，充满了包括冥王星在内的冰冷的天体，位于我们太阳系中海王星轨道之外，在其天体上表现出一种耐人寻味的色调，从鲜明的白色到深红色的色调。这种独特的颜色范围，在所有太阳系天体中是独一无二的，长期以来一直是个谜。科学家们的主流理论是，不同的颜色可能来自于银河系宇宙射线对有机材料的持久辐射。

由夏威夷大学马诺亚分校化学系的研究人员领导的一项新研究复制了柯伊伯带的环境，发现是什么导致了柯伊伯带物体富含碳氢化合物表面的颜色阵列，为天体物理学中一个长期存在的问题提供了一个解决方案。这项研究最近发表在《科学进展》杂志上。

由Ralf I. Kaiser教授领导的研究小组在马诺亚大学进行了这项尖端研究。他们使用超高真空辐照实验，并进行了全面的分析，以研究在类似柯伊伯带的条件下，银河系宇宙射线加工碳氢化合物，如甲烷和乙炔，在分子水平上的颜色演变及其来源。

芳香族（具有融合的苯环的有机分子）结构单元携带多达三个环，例如在化合物菲、亚苯和苊中，彼此之间通过缺氢桥连接，被发现在产生红色方面起着关键作用。华盛顿大学的实验证明了银河系宇宙射线处理碳氢化合物的分子复杂程度，并深入了解了暴露在辐射下的冰块在生物前体分子的早期生产中所起的作用，这种分子参与了产生另一种分子的化学反应。

"这项研究是系统地解开负责柯伊伯带天体富含碳氢化合物表面的分子单元载体的关键第一步，"Kaiser说。"由于天文探测也在柯伊伯带天体的表面检测到了如氨、水和甲醇之类的物质，因此对这些冰的宇宙射线处理的进一步实验有望揭示柯伊伯带天体在分子水平上的真正颜色多样性的性质。"