A Hubble Űrtávcsővel dolgozó tudósok nagyon komplex molekulát találtak odakint az űrben. A Buckyballsnak nevezett Buckminster Fuller gondolkodó után 60 szénatomot (C60) tartalmazó molekuláris elrendezésük van, futball-labda durva alakjában. Noha nem ez az első alkalom, hogy ezeket az egzotikus molekulákat észlelték az űrben, ez az első alkalom, hogy a Buckyball ionokat megtalálják.
A Buckyballs-ot (más néven Buckminsterfullerenes) a csillagközi közegben (ISM) találták a napelemek közötti diffúz anyag és sugárzás között. Mivel az ISM az a fajta alapvető kérdés, amelyből a csillagok és a bolygók végül kialakulnak, a csillagászok valóban érdekli azt. Az ISM tartalmának megértése rávilágít a csillagok, bolygók és végül maga az élet emelkedésére.
„C megerősítésünk60+ megmutatja, hogy az összetett asztrokémia miként képes a legalacsonyabb sűrűséggel a legerősebben ultraibolya-besugárzott környezetben a galaxisban. "
Martin Cordiner, vezető szerző, Goddard Űrközpont
A felfedezés mögött álló csapat 2019. április 22-én tette közzé megállapításait az Astrophysical Journal Letters-ben. A cikk neve „Csillagközi C60 + megerősítése a Hubble űrtávcső segítségével”. A fő szerző Martin Cordiner az Amerikai Katolikus Egyetemen, a NASA Goddard űrrepülési központjában áll, a Maryland-i Greenbeltben.
A Földön a tudósok találtak C60 + -ot, de ez ritka. Sziklákban és ásványokban találtak, valamint a magas hőmérsékleten történő égés során keletkező koromban is. Meglepő az, ha a C60 + ionizált (elektromosan töltött) formáját megtalálja az ISM-ben, mert ilyen kemény környezetben van.
A C60 + -ot az űrben csillagok ionizálják. A csillagok ultraibolya fénye lebontja az elektronot a C60-ból, ami pozitív töltéssel hagyja a molekulát. Ezeknek az összetett szénmolekuláknak az űrben történő megtalálása egy lépés az anyag teljesebb katalógusa felé a csillagközi közegben.
Élet: A végső kémiai komplexitás
"A diffúz ISM-et a történelem során túl durva és fárasztó környezetnek tartották, hogy a nagy molekulák észlelhető mennyiségben előfordulhassanak" - mondta Cordiner, a vezető szerző sajtóközleményében. „A C kimutatása előtt60, a legnagyobb ismert molekulák az űrben csak 12 atom méretűek voltak. C megerősítésünk60+ megmutatja, hogy az összetett asztrokémia miként képes a legalacsonyabb sűrűséggel a legerősebben ultraibolya-besugárzott környezetben a galaxisban. "
"Bizonyos értelemben az élet úgy tekinthető, mint a végső kémiai összetettség."
Martin Cordiner, vezető szerző, Goddard Űrközpont
A szén kulcs az életben, amennyire tudjuk. Bőséges, és egyedi és változatos vegyületeket képezhet. A szén általános földhőmérsékleten nagy molekulákat képezhet, amelyeket polimereknek neveznek. A polimerek olyan molekulacsalád, amely széles körű tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek kulcsszerepet játszanak az élő szövetekben, mint például a fehérjék és a DNS. Nehéz elképzelni az életet széndioxid nélkül.
Mivel az élet szénhordozó molekulákon alapul, érdekes felfedezés az olyan komplex szénmolekulák megtalálása az űrben, mint a C60 +. "Bizonyos értelemben az élet úgy tekinthető, mint a végső kémiai összetettség" - mondta Cordiner. „C jelenléte60 egyértelmûen bizonyítja az ûrkörnyezetre jellemzõ magas kémiai bonyolultságot, és rámutat a más rendkívül bonyolult, széntartalmú molekulák nagy valószínûsége felé az űrben spontán megjelenésére. ”
A C60 + megtalálásának kulcsa az ISM-ben az úgynevezett diffúz csillagközi sávok (IDB-k).
Az ISM elsődleges anyagai a szokásos gyanúsítottak: hidrogén és hélium. Az ISM-ben azonban sok más azonosítatlan komplex molekula is található, és ezek megtalálásának egyetlen módja az áthaladó csillagfény tanulmányozása.
Az ISM különböző elemei és vegyületei blokkolhatják vagy elnyelhetik a csillagfény bizonyos hullámhosszait. A spektrometria segítségével a tudósok a fényt különféle hullámhosszokra oszthatják és megvizsgálhatják. Ezzel pontosan felismerhetik, hogy mely hullámhosszok hiányoznak, és levezethetik a felelős vegyi anyagokat.
Az ISM-ben ez nehéz lehet. Kívül a spektrometriával feltárt abszorpciós minták sokkal szélesebb fényt fednek le, amelyek némelyike teljesen különbözik a Földön láthatóktól. Ezeket a mintákat diffúz csillagközi sávoknak nevezik, és először 1922-ben fedezte fel őket Mary Lea Heger amerikai csillagász.
A probléma az, hogy a DIB természetének azonosításához a térben meg kell egyeztetni azt a laboratóriumban megfigyelt értékkel. De milliók különböző molekuláris szerkezetek és a hozzájuk kapcsolódó DIB-ek vannak, így élettartam szükséges, hogy azonosítsuk őket.
„Napjainkban több mint 400 DIB-t ismertek, de (a néhány újonnan a C-hez rendelt kivételével)60+) egyikét sem sikerült meggyőzően azonosítani ”- mondta Cordiner. „A DIB-ek megjelenése együttesen nagy mennyiségű szénben gazdag molekula jelenlétét jelzi az űrben, amelyek közül néhány végül részt vehet az életet okozó kémiában. Ennek az anyagnak a összetétele és tulajdonságai azonban ismeretlenek maradnak, amíg a fennmaradó DIB-ket hozzá nem osztják. ”
A tudósok évtizedek óta próbálnak pontos laboratóriumi eredményeket találni a DIB-k számára.
A tisztelhető Hubble foltok csatornái
Itt jön be a tiszteletreméltó Hubble Űrtávcső.
Az új kutatás mögött álló csoport összehasonlította a C60 + abszorpciós mintáit a laboratóriumban a DIB-ekkel, amelyeket a Hubble a csillagközi közegben megfigyelt. A laboratóriumi DIB munkát egy másik csoport végezte a svájci Bázeli Egyetemen. A Hubble képes volt megfigyelni a C60 + abszorpciós adatait a rájuk eső orchidejáról, ahol a Föld légkörében a vízgőz nem tudja blokkolni. Ennek ellenére a csapatnak az űrteleszkópot az érzékenységi határokon túl kellett tolnia.
A Buckyball-ionok felfedezése az űrben a csapata még több lövöldözött. A gondolkodásmód folytatódik, ha ezek az összetett szénmolekulák vannak jelen az ISM-ben, vannak mások? Ennek megismerése érdekében további laboratóriumi munkára van szükség más komplex szénmolekulákkal, a DIB-ek azonosítása érdekében, hogy azok összeegyeztethetők legyenek az ISM jövőbeli megfigyeléseivel.
A tanulmány mögött álló csapat egyelőre továbbra is a Buckyballs kutatását akarja folytatni az űrben, hogy megnézze, mennyire általánosak. A Cordiner vezető szerző úgy gondolja, hogy eddigi eredményeik alapján a C60 + elterjedt a galaxisban.
Mit jelent ez az élet megjelenéséért és fejlődéséért a Földön és másutt, a levegőben van, de ez érdekes kutatási vonal.
Forrás:
- Sajtóközlemény: A Hubble apró „elektromos futball-labdákat” talál az űrben, segít megoldani a csillagközi rejtélyt
- Kutatási cikk: A Csillagközi C60 + megerősítése a Hubble űrtávcső segítségével
- Wikipedia bejegyzés: Csillagközi közepes
- Wikipedia bejegyzés: Szén
