Su Hablo kosminiu teleskopu dirbantys mokslininkai kosmose rado labai sudėtingą molekulę. Po garsiojo mąstytojo Buckminsterio Fullerio vadinami „Buckyballs“ modeliai yra 60 anglies atomų (C60) molekulinės struktūros, grubios formos futbolo kamuolys. Nors tai ne pirmas kartas, kai šios egzotinės molekulės pastebimos kosmose, tai yra pirmas kartas, kai randami Bukbalio jonai.
Tarpukario terpėje (ISM) rasta sagčių (dar žinomų kaip Buckminsterfullerenes), išsklaidytų medžiagų ir radiacijos, esančios tarp Saulės sistemų. Kadangi ISM yra pagrindinė materija, iš kurios vėliau formuojasi žvaigždės ir planetos, astronomai tuo tikrai domisi. ISM turinio supratimas parodo žvaigždžių, planetų ir galiausiai paties gyvenimo kilimą.
„Mūsų patvirtinimas apie C60+ parodo, kaip sudėtinga astrochemija gali gauti net ir mažiausią tankį, ultravioletiniu būdu apšvitintoje aplinkoje galaktikoje. “
Martinas Cordineris, pagrindinis autorius, Goddardo kosminių skrydžių centras
Šio atradimo komanda paskelbė savo išvadas „Astrophysical Journal Letters“ 2019 m. Balandžio 22 d. Straipsnis vadinasi „Tarpžvaigždinis C60 + patvirtinimas naudojant Hablo kosminį teleskopą“. Pagrindinis autorius yra Martinas Cordineris iš Amerikos katalikų universiteto, įsikūrusio NASA Goddardo kosminių skrydžių centre Greenbelt mieste, Merilande.
Žemėje mokslininkai rado C60 +, tačiau tai reta. Jie jį rado uolienose ir mineraluose, taip pat suodžiuose, kuriuos sukuria degimas aukštoje temperatūroje. ISM radus jonizuotą (elektra įkrautą) C60 + formą, stebina, nes tai yra tokia atšiauri aplinka.
C60 + kosmose jonizuoja žvaigždės. Žvaigždžių ultravioletinė šviesa pašalina C60 elektroną, kuris palieka molekulę teigiamu krūviu. Šių sudėtingų anglies molekulių atradimas kosmose yra vienas žingsnis link išsamesnio tarptinklinės terpės medžiagos katalogo.
Gyvenimas: didžiausias cheminis sudėtingumas
„Pasklidasis ISM istoriškai buvo laikomas per atšiaurią ir lanksčią aplinką, kad būtų galima pastebėti didelių molekulių gausą“, - pranešime spaudai teigė pagrindinis autorius Cordiner. „Prieš nustatant C60, didžiausios žinomos kosmoso molekulės buvo tik 12 atomų. Mūsų patvirtinimas apie C60+ parodo, kaip sudėtinga astrochemija gali gauti net ir mažiausią tankį, ultravioletiniu būdu apšvitintoje aplinkoje galaktikoje. “
„Tam tikrais būdais gyvenimas gali būti laikomas didžiausiu cheminiu sudėtingumu“.
Martinas Cordineris, pagrindinis autorius, Goddardo kosminių skrydžių centras
Anglis yra gyvenimo raktas, kiek mes žinome. Jo gausu ir jis gali sudaryti unikalius ir įvairius junginius. Anglis gali sudaryti dideles molekules, vadinamas polimerais, esant žemai žemės temperatūrai. Polimerai yra molekulių, turinčių platų savybių spektrą, kurie vaidina pagrindinį vaidmenį gyvuose audiniuose, pavyzdžiui, baltymuose ir DNR, šeima. Sunku įsivaizduoti gyvenimą be anglies.
Kadangi gyvenimas grindžiamas anglies turinčiomis molekulėmis, sudėtingų anglies molekulių, tokių kaip C60 +, atradimas kosmose yra intriguojantis atradimas. „Tam tikrais būdais gyvenimas gali būti laikomas didžiausiu cheminio sudėtingumo laipsniu“, - sakė Cordiner. „C buvimas60 nedviprasmiškai parodo aukštą cheminio sudėtingumo lygį, būdingą kosmoso aplinkai, ir nurodo didelę kitų nepaprastai sudėtingų, anglies turinčių molekulių, atsirandančių spontaniškai erdvėje, tikimybę “.
Norint rasti C60 + ISM, svarbiausia yra tai, kas vadinama difuzinėmis tarpžvaigždinėmis juostomis (IDB).
Pagrindinės ISM medžiagos yra įprasti įtariamieji: vandenilis ir helis. Tačiau ISM yra daugybė kitų nenustatytų kompleksinių molekulių, ir vienintelis būdas jas rasti yra tirti pro jas prasiskverbiančią žvaigždę.
Įvairūs ISM elementai ir junginiai gali blokuoti arba absorbuoti tam tikrus žvaigždės bangos ilgius. Naudodamiesi spektrometrija, mokslininkai gali suskaidyti šviesą į skirtingus jos bangos ilgius ir ištirti. Tai darydami, jie gali tiksliai nustatyti, kurių bangų ilgių nėra, ir išskaičiuoti atsakingas chemines medžiagas.
ISM sistemoje tai gali būti sunku. Spektrometrijos atskleisti absorbcijos modeliai apima daug platesnį šviesos diapazoną, kai kurie iš jų visiškai skiriasi nuo matomų Žemėje. Šie modeliai vadinami difuzinėmis tarpžvaigždinėmis juostomis, ir pirmą kartą juos atrado 1922 m. Amerikiečių astronomas Mary Lea Heger.
Problema ta, kad norint nustatyti DIB pobūdį erdvėje, jį reikia suderinti su laboratorijoje matytu. Bet yra milijonai skirtingų molekulinių struktūrų ir su jomis susijusių DIB, todėl jas identifikuoti prireiktų visą gyvenimą.
„Šiandien žinoma daugiau nei 400 DIB, tačiau (išskyrus keletą naujų, priskirtų C60+), nė viena iš jų nebuvo tiksliai nustatyta “, - sakė„ Cordiner “vadovas. „DIB kartu rodo, kad kosmose yra didelis kiekis anglies turinčių molekulių, iš kurių kai kurios gali dalyvauti chemijoje, kuri sukelia gyvybę. Tačiau šios medžiagos sudėtis ir savybės liks nežinomos, kol nebus paskirti likę DIB “.
Mokslininkai dešimtmečius praleido bandydami surasti tikslias DIB laboratorines atitiktis.
Geriamieji „Hablo“ taškiniai bumbuliukai
Čia patenka garbingas Hablo kosminis teleskopas.
Šio naujo tyrimo komanda palygino C60 + absorbcijos įpročius laboratorijoje su DIB, kuriuos Hablas stebėjo tarpžvaigždinėje terpėje. Laboratorinį DIB darbą atliko kita komanda iš Bazelio universiteto Šveicarijoje. Hablas galėjo stebėti C60 + absorbcijos duomenis iš savo ešerio orbitoje, kur vandens garai Žemės atmosferoje negali jo užblokuoti. Vis dėlto komandai teko perkelti kosminį teleskopą už jo jautrumo ribų.
Atradusi „Buckyball“ jonus kosmose, komanda išleido daugiau. Galvojama: ar ISM yra šių sudėtingų anglies molekulių, ar yra kitų? Norint tai sužinoti, reikia atlikti daugiau laboratorinių darbų su kitomis sudėtingomis anglies molekulėmis, nustatyti jų DIB, kad jie galėtų būti suderinti su būsimais ISM stebėjimais.
Kol kas šio tyrimo komanda nori toliau ieškoti „Buckyballs“ kosmose, kad pamatytų, kokie jie yra įprasti. Pagrindinis autorius Cordiner mano, kad remiantis jų ligšioliniais atradimais, C60 + yra plačiai paplitęs galaktikoje.
Ką tai reiškia gyvybės atsiradimui ir evoliucijai Žemėje ir kitur, yra ore, bet tai intriguojanti tyrimų linija.
Šaltiniai:
- Pranešimas spaudai: Hablas kosmose randa mažus „elektrinius futbolo kamuolius“, padeda išspręsti tarpžvaigždinę paslaptį
- Tyrimo dokumentas: Tarpžvaigždinio C60 + patvirtinimas naudojant Hablo kosminį teleskopą
- Vikipedijos įrašas: tarpžvaigždinė terpė
- Vikipedijos įrašas: anglis
