Vedci pracujúci s Hubbleovým vesmírnym teleskopom našli v vesmíre veľmi komplexnú molekulu. Nazývané Buckyballs, po renomovanom mysliteľovi Buckminsterovi Fullerovi, sú molekulovým usporiadaním 60 atómov uhlíka (C60) v drsnom tvare futbalového lopty. Aj keď to nie je prvýkrát, čo boli tieto exotické molekuly spozorované vo vesmíre, je to prvýkrát, kedy sa našli ióny Buckyball.
Buckyballs (aka Buckminsterfullerenes) boli nájdené v medzihviezdnom médiu (ISM,) difúznu hmotu a žiarenie, ktoré existuje medzi slnečnými systémami. Pretože ISM je druh základnej hmoty, z ktorej sa nakoniec tvoria hviezdy a planéty, astronómovia sa o ňu skutočne zaujímajú. Pochopenie obsahu ISM vrhá svetlo na vzostup hviezd, planét a nakoniec aj na samotný život.
„Naše potvrdenie o C.60+ ukazuje, ako komplexná astrológia môže získať, dokonca aj v najnižšej hustote, najsilnejšie ultrafialové žiarenie v galaxii. “
Martin Cordiner, hlavný autor, Goddardovo vesmírne letové centrum
Tím za týmto objavom uverejnil svoje zistenia v listoch Astrofyzikálneho časopisu 22. apríla 2019. Článok sa nazýva „Potvrdenie medzihviezdneho C60 + pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu“. Hlavným autorom je Martin Cordiner z Katolíckej univerzity v Amerike, ktorý sídli v Goddardovom vesmírnom letovom centre NASA v Greenbelte v Marylande.
Na Zemi vedci našli C60 +, ale je to zriedkavé. Našli ho v horninách a mineráloch a tiež v sadze vzniknutej horením pri vysokej teplote. Nájdenie ionizovanej (elektricky nabitej) formy C60 + v ISM je prekvapujúce, pretože je to také drsné prostredie.
C60 + v priestore je ionizovaný hviezdami. Ultrafialové svetlo z hviezd stripuje elektrón z C60, ktorý opúšťa molekulu s kladným nábojom. Nájdenie týchto komplexných molekúl uhlíka vo vesmíre je jedným z krokov smerom k úplnejšiemu katalógu záležitosti v medzihviezdnom médiu.
Život: konečná chemická zložitosť
„Difúzny ISM bol historicky považovaný za príliš tvrdý a mierny priestor na to, aby sa vyskytlo značné množstvo veľkých molekúl,“ uviedol v tlačovej správe hlavný autor Cordiner. „Pred detekciou C.60, najväčšie známe molekuly vo vesmíre mali veľkosť iba 12 atómov. Naše potvrdenie C60+ ukazuje, ako komplexná astrológia môže získať, dokonca aj v najnižšej hustote, najsilnejšie ultrafialové žiarenie v galaxii. “
"V niektorých ohľadoch môže byť život považovaný za vrchol chemickej zložitosti."
Martin Cordiner, hlavný autor, Goddardovo vesmírne letové centrum
Pokiaľ vieme, uhlík je kľúčom k životu. Je hojný a môže tvoriť jedinečné a rozmanité zlúčeniny. Uhlík môže pri bežných teplotách Zeme tvoriť veľké molekuly nazývané polyméry. Polyméry sú rodinou molekúl so širokou škálou vlastností, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v živých tkanivách, ako sú proteíny a DNA. Je ťažké si predstaviť život bez uhlíka.
Pretože život je založený na uhlíkových molekulách, nájdenie komplexných uhlíkových molekúl ako C60 + vo vesmíre je fascinujúci objav. "V niektorých ohľadoch môže byť život považovaný za vrchol chemickej zložitosti," uviedol Cordiner. „Prítomnosť C.60 jednoznačne demonštruje vysokú úroveň chemickej zložitosti, ktorá je vnútorná pre vesmírne prostredie, a poukazuje na silnú pravdepodobnosť, že sa v priestore objavia spontánne vznikajúce ďalšie extrémne zložité molekuly uhlíka. “
Kľúčom k nájdeniu C60 + v ISM je tzv. Difúzne medzihviezdne pásma (IDB).
Primárnymi materiálmi v ISM sú obvyklí podozriví: vodík a hélium. V ISM je však mnoho ďalších neidentifikovaných komplexných molekúl a jediný spôsob, ako ich nájsť, je študovať hviezdne svetlo, ktoré nimi prechádza.
Rôzne prvky a zlúčeniny v ISM môžu blokovať alebo absorbovať určité vlnové dĺžky hviezdneho svetla. Vedci môžu pomocou spektrometrie rozdeliť svetlo na rôzne vlnové dĺžky a skúmať ho. Týmto spôsobom môžu presne zistiť, ktoré vlnové dĺžky chýbajú, a odvodiť zodpovedné chemikálie.
V ISM to môže byť ťažké. Absorpčné vzorce odhalené spektrometriou pokrývajú oveľa širšiu škálu svetla, z ktorých niektoré sú úplne odlišné od tých, ktoré sú na Zemi viditeľné. Tieto vzorce sa nazývajú difúzne medzihviezdne pruhy a prvýkrát ich objavila v roku 1922 americká astronómka Mary Lea Heger.
Problém je, aby sa identifikovala povaha DIB vo vesmíre, musí byť porovnaná s tou, ktorá sa pozoruje v laboratóriu. Existujú však milióny rôznych molekulárnych štruktúr a ich pridružených DIB, takže ich identifikácia by trvala celý život.
„Dnes je známych viac ako 400 DIB, ale (okrem niekoľkých novo pripísaných C60+), žiadny nebol presvedčivo identifikovaný, “uviedol Cordiner. „Vzhľad DIB naznačuje spolu prítomnosť veľkého množstva molekúl bohatých na uhlík v priestore, z ktorých niektoré sa nakoniec môžu podieľať na chémii, ktorá vedie k životu. Zloženie a vlastnosti tohto materiálu však zostanú neznáme, kým nebudú priradené zostávajúce DIB. “
Vedci strávili celé desaťročia hľadaním presných laboratórnych zápasov pre DIB.
Ctihodné Hubble Spots Buckyballs
Tu prichádza úctyhodný Hubbleov vesmírny teleskop.
Tím, ktorý stál za týmto novým výskumom, porovnával absorpčné vzorce C60 + v laboratóriu s DIB, ktoré Hubble pozoroval v medzihviezdnom médiu. Laboratórnu prácu DIB vykonal iný tím z Bazilejskej univerzity vo Švajčiarsku. Hubbleov teleskop mohol pozorovať údaje o absorpcii C60 + zo svojho ostrieža na obežnej dráhe, kde to nemôžu blokovať vodné pary v zemskej atmosfére. Napriek tomu tím musel posunúť vesmírny ďalekohľad nad svoje limity citlivosti.
Objav Buckyballových iónov vo vesmíre priniesol tímu viac. Myslíme si, že ak sú tieto komplexné uhlíkové molekuly prítomné v ISM, existujú ďalšie? Aby sa zistilo, je potrebná väčšia laboratórna práca s inými zložitými molekulami uhlíka, aby sa identifikovali ich DIB, aby sa dali porovnať s budúcimi pozorovaniami ISM.
Tím za touto štúdiou chce teraz aj naďalej hľadať Buckyballs vo vesmíre, aby zistil, ako sú bežné. Hlavný autor Cordiner si myslí, že na základe svojich doterajších zistení je C60 + v galaxii rozšírený.
Čo to znamená pre objavenie sa a vývoj života na Zemi a inde, je vo vzduchu, ale je to zaujímavá línia prieskumu.
Zdroj:
- Tlačová správa: Hubble nájde vo vesmíre malé „elektrické futbalové lopty“, pomáha vyriešiť medzihviezdne záhady
- Výskumný článok: Potvrdenie medzihviezdneho C60 + pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu
- Zadanie Wikipedia: Medzihviezdne médium
- Wikipedia Entry: Carbon
