Znanstvenici koji rade s Hubble svemirskim teleskopom pronašli su vrlo složenu molekulu vani u svemiru. Nazvani Buckyballs, po poznatom misliocu Buckminsteru Fulleru, oni su molekularni raspored od 60 atoma ugljika (C60) u grubom obliku nogometne lopte. Iako nisu prvi put da su ove egzotične molekule uočene u svemiru, prvi je put da su pronađeni Buckyball ioni.
Buckyballs (aka Buckminsterfullerenes) pronađen je u medjuzvezdnom mediju (ISM,) difuznoj materiji i zračenju između solarnih sustava. Budući da je ISM vrsta temeljne materije iz koje se na kraju formiraju zvijezde i planeti, astronomi su to stvarno zainteresirani. Razumijevanje sadržaja ISM-a osvjetljava uspon zvijezda, planeta i na kraju samog života.
"Naša potvrda C60+ pokazuje koliko složena astrohemija može dobiti, čak i u najnižoj gustoći, najjače ultraljubičasto zračeno okruženje u Galaksiji. "
Martin Cordiner, vodeći autor, Goddard Centar za svemirske letove
Tim koji stoji iza ovog otkrića objavio je svoja otkrića u Astrofizičkom časopisu Letters 22. travnja 2019. Rad se zove „Potvrda međuzvezdanog C60 + pomoću svemirskog teleskopa Hubble.“ Glavni autor je Martin Cordiner s Katoličkog sveučilišta u Americi, smješten u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard u Greenbeltu, Maryland.
Na Zemlji su naučnici pronašli C60 +, ali to je rijetko. Našli su ga u stijenama i mineralima, kao i u čađi koja nastaje izgaranjem pri visokim temperaturama. Pronalaženje ioniziranog (električno nabijenog) oblika C60 + u ISM-u je iznenađujuće jer je takav oštri okoliš.
C60 + u svemiru joniziraju zvijezde. Ultraljubičasto svjetlo zvijezde uklanja elektron iz C60, koji molekulu ostavlja s pozitivnim nabojem. Pronalaženje ovih složenih molekula ugljika u svemiru jedan je korak prema cjelovitijem katalogu materije u međustaničkom mediju.
Život: Vrhunska kemijska složenost
"Difuzni ISM povijesno se smatrao previše oštrim i obilnim okruženjem da bi se moglo dogoditi značajno obilje velikih molekula", rekao je glavni autor Cordiner u priopćenju za javnost. "Prije otkrivanja C60, najveće poznate molekule u svemiru bile su veličine samo 12 atoma. Naša potvrda C60+ pokazuje koliko složena astrohemija može dobiti, čak i u najnižoj gustoći, najjače ultraljubičasto zračeno okruženje u Galaksiji. "
"Na neki se način život može smatrati konačnim u kemijskoj složenosti."
Martin Cordiner, vodeći autor, Goddard Centar za svemirske letove
Koliko znamo, ugljik je ključan za život. To je obilno, a može tvoriti jedinstvene i raznolike spojeve. Ugljik može tvoriti velike molekule koje nazivamo polimeri, i to pri zajedničkim zemaljskim temperaturama. Polimeri su obitelj molekula širokog spektra svojstava koja igraju ključnu ulogu u živim tkivima poput proteina i DNK. Teško je zamisliti život bez ugljika.
Budući da se život temelji na molekulama koje sadrže ugljik, pronalaženje složenih molekula ugljika poput C60 + u svemiru je intrigantno otkriće. "Na neki se način život može smatrati konačnim u kemijskoj složenosti", rekao je Cordiner. „Prisutnost C60 nedvosmisleno pokazuje visoku razinu kemijske složenosti svojstvene svemirskim sredinama i ukazuje na veliku vjerojatnost za ostale izuzetno složene molekule koje sadrže ugljik, a koje nastaju spontano u svemiru. "
Ključno za pronalaženje C60 + u ISM-u je ono što se naziva međufazni difuzni rasponi (IDB-i).
Primarni materijali u ISM-u su uobičajeni sumnjivci: vodik i helij. Ali u ISM-u postoje mnoge druge neidentificirane složene molekule, a jedini način da ih pronađete je proučavanje zvjezdanog svjetla koje prolazi kroz njih.
Različiti elementi i spojevi u ISM-u mogu blokirati ili apsorbirati određene valne duljine zvijezde. Pomoću spektrometrije, znanstvenici mogu podijeliti svjetlost u različite valne duljine i ispitati je. Na taj način mogu precizno otkriti koje su valne duljine izostale i zaključiti odgovorne kemikalije.
Izvan ISM-a, ovo može biti teško. Vani uzorci apsorpcije otkriveni spektrometrijom pokrivaju mnogo širi raspon svjetlosti, od kojih se neki potpuno razlikuju od bilo kojeg viđenog na Zemlji. Ti se obrasci nazivaju Difuzijski međuzvjezdani bendovi, a prvi put ih je otkrila američka astronominja Mary Lea Heger 1922. godine.
Problem je u tome da se identificira priroda DIB-a u prostoru, što ga treba usporediti s onim viđenim u laboratoriju. Ali postoje milijuni različitih molekularnih struktura i njihovih povezanih DIB-a, pa bi bili potrebni cijeli život da ih sve identificiramo.
„Danas je poznato više od 400 DIB-ova, ali (osim nekoliko novo pripisanih C-u60+) niti jedan nije konačno utvrđen ", rekao je Cordiner. „Zajedno, pojava DIB-a ukazuje na prisutnost velike količine molekula bogatih ugljikom u svemiru, od kojih neke na kraju mogu sudjelovati u kemiji koja stvara život. Međutim, sastav i karakteristike ovog materijala ostat će nepoznate sve dok ne dodijele preostale DIB-ove. "
Znanstvenici su proveli desetljeća pokušavajući pronaći precizne laboratorijske podudarnosti za DIB-ove.
The Venerable Hubble Spots Buckyballs
Tu dolazi časni Hubble svemirski teleskop.
Tim koji stoji iza ovog novog istraživanja usporedio je uzorke apsorpcije C60 + u laboratoriju s DIB-ovima koje je Hubble uočio u međuosovinskom mediju. Laboratorijski rad DIB-a obavio je drugi tim sa Sveučilišta u Bazelu, u Švicarskoj. Hubble je mogao promatrati podatke apsorpcije C60 + sa svog sjedala u orbiti, gdje vodena para u Zemljinoj atmosferi ne može blokirati. Unatoč tome, tim je morao gurnuti svemirski teleskop preko svojih granica osjetljivosti.
Otkrivanje Buckyball iona u svemiru odvelo je tim za više. Razmišljanja ide, ako su ove složene molekule ugljika prisutne tamo u ISM-u, postoje li i druge? Da bismo to saznali, potrebno je više laboratorijskog rada s drugim složenim molekulama ugljika, kako bi se identificirali njihovi DIB-ovi kako bi se mogli uskladiti s budućim opažanjima ISM-a.
Za sada, tim koji stoji iza ove studije želi nastaviti tražiti Buckyballs u svemiru, kako bi vidio koliko su zajednički. Glavni autor Cordiner smatra da je C60 +, na osnovu dosadašnjih nalaza, široko rasprostranjen u galaksiji.
Što to znači za pojavu i evoluciju života na Zemlji i drugdje, gore je u zraku, ali to je intrigantna istraživačka linija.
Izvori:
- Priopćenje za javnost: Hubble pronalazi malene "električne nogometne loptice" u svemiru, pomaže u rješavanju međuzvjezdane misterije
- Istraživački rad: Potvrđivanje međuzviježđa C60 + pomoću svemirskog teleskopa Hubble
- Unos Wikipedije: Međuvjekovni medij
- Unos Wikipedije: Ugljik
