Zinātnieki, kas strādā ar Habla kosmisko teleskopu, ir atraduši kosmosā ļoti sarežģītu molekulu. Pēc slavenā domātāja Buckminstera Fullera sauktajiem Buckyballs tie ir 60 oglekļa atomu (C60) molekulāri izkārtojumi futbola bumbas raupjā formā. Lai arī šī nav eksotisko molekulu pamanīšana kosmosā, tā ir pirmā reize, kad tiek atrasti Buckyball joni.
Buckyballs (pazīstams arī kā Buckminsterfullerenes) tika atrasts starpzvaigžņu vidē (ISM) - difūzā viela un starojums, kas pastāv starp Saules sistēmām. Tā kā ISM ir tāda veida pamatjautājums, no kura galu galā veidojas zvaigznes un planētas, astronomi to patiešām interesē. Izpratne par ISM saturu izgaismo zvaigžņu, planētu un visbeidzot pašas dzīves pieaugumu.
“Mūsu apstiprinājums C60+ parāda, cik sarežģīta astroķīmija var iegūt pat viszemākajā blīvumā ultravioletā starojuma vidē Galaktikā. ”
Martins Kordiners, galvenais autors, Goddard kosmisko lidojumu centrs
Šī atklājuma komanda publicēja savus atradumus Astrophysical Journal Letters 2019. gada 22. aprīlī. Referāts saucas “Starpzvaigžņu C60 + apstiprināšana, izmantojot Habla kosmisko teleskopu.” Galvenais autors ir Martins Kordiners no Amerikas Katoļu universitātes, kas atrodas NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā Grīnbeltā, Mērilendā.
Uz Zemes zinātnieki ir atraduši C60 +, bet tas ir reti. Viņi to ir atraduši klintīs un minerālos, kā arī sodrējos, ko rada augstas temperatūras sadegšana. Ir pārsteidzoši atrast jonizētu (elektriski uzlādētu) C60 + formu ISM, jo tā ir tik skarba vide.
C60 + kosmosā ir jonizētas ar zvaigznēm. Zvaigžņu ultravioletā gaisma noņem C60 elektronu, kas atstāj molekulu ar pozitīvu lādiņu. Šo sarežģīto oglekļa molekulu atrašana kosmosā ir viens solis ceļā uz pilnīgāku lietu katalogu starpzvaigžņu vidē.
Dzīve: galīgā ķīmiskā sarežģītība
"Izkliedētais ISM vēsturiski tika uzskatīts par pārāk skarbu un sarežģītu vidi, lai notiktu ievērojama lielu molekulu pārpilnība," paziņojumā presei sacīja galvenais autors Kordiners. “Pirms C noteikšanas60, lielākās zināmās molekulas kosmosā bija tikai 12 atomu lielumā. Mūsu apstiprinājums C60+ parāda, cik sarežģīta astroķīmija var iegūt pat viszemākajā blīvumā ultravioletā starojuma vidē Galaktikā. ”
"Dažos veidos dzīvi var uzskatīt par galīgo ķīmiskās sarežģītības pakāpi."
Martins Kordiners, galvenais autors, Goddard kosmisko lidojumu centrs
Ogleklis ir dzīves atslēga, cik mēs zinām. Tas ir bagātīgs, un tas var veidot unikālus un daudzveidīgus savienojumus. Kopējās Zemes temperatūrās ogleklis var veidot lielas molekulas, ko sauc par polimēriem. Polimēri ir molekulu grupa ar plašu īpašību spektru, kuriem ir galvenā loma dzīvos audos, piemēram, olbaltumvielās un DNS. Ir grūti iedomāties dzīvi bez oglekļa.
Tā kā dzīves pamatā ir oglekli saturošas molekulas, sarežģītu oglekļa molekulu, piemēram, C60 +, atrašana kosmosā ir intriģējošs atklājums. "Dažos veidos dzīvi var uzskatīt par galīgo ķīmiskās sarežģītības pakāpi," sacīja Kordiners. “C klātbūtne60 viennozīmīgi parāda augstu ķīmiskās sarežģītības līmeni, kas raksturīgs kosmosa videi, un norāda uz lielu varbūtību, ka citas ārkārtīgi sarežģītas, oglekli saturošas molekulas spontāni rodas telpā. ”
C60 + atrašanas atslēga ISM ir tā sauktās difūzās starpzvaigžņu joslas (IDB).
Galvenie materiāli ISM ir parastās aizdomas: ūdeņradis un hēlijs. Bet ISM ir arī daudzas citas neidentificētas sarežģītas molekulas, un vienīgais veids, kā tās atrast, ir izpētīt zvaigznītes gaismu, kas tām iet cauri.
Dažādi ISM elementi un savienojumi var bloķēt vai absorbēt noteiktus zvaigznes gaismas viļņu garumus. Izmantojot spektrometriju, zinātnieki var sadalīt gaismu tās dažādos viļņu garumos un izpētīt to. To darot, viņi var precīzi noteikt, kuru viļņu garumu nav, un secināt par atbildīgajām ķīmiskajām vielām.
ISM tas var būt sarežģīti. Tur spektrometrijas atklātie absorbcijas modeļi aptver daudz plašāku gaismas diapazonu, no kuriem daži pilnīgi atšķiras no visiem, kas redzami uz Zemes. Šos modeļus sauc par difūzām starpzvaigžņu joslām, un tos pirmo reizi 1922. gadā atklāja amerikāņu astronoms Marija Lī Hegers.
Problēma ir tā, ka, lai identificētu DIB raksturu kosmosā, tā ir jāsaskaņo ar laboratorijā redzēto. Bet ir miljoniem dažādu molekulāro struktūru un ar tām saistītie DIB, tāpēc visu to identificēšana prasītu visu mūžu.
“Mūsdienās ir zināmi vairāk nekā 400 DIB, bet (izņemot dažus nesen piedēvētos C60+), neviens nav pārliecinoši identificēts, ”sacīja Cordiners. “Kopumā DIB parādīšanās norāda uz liela daudzuma ar oglekli bagātu molekulu klātbūtni kosmosā, no kurām dažas galu galā var piedalīties ķīmijā, kas rada dzīvību. Tomēr šī materiāla sastāvs un īpašības paliks nezināmas, līdz tiks piešķirti atlikušie DIB. ”
Zinātnieki desmitiem gadu ir pavadījuši, cenšoties atrast precīzas laboratoriskās atbilstības DIB.
Goda Habla vietas sprādziena bumbiņas
Šajā vietā nonāk cienījamais Habla kosmiskais teleskops.
Šī jaunā pētījuma komanda salīdzināja C60 + absorbcijas modeļus laboratorijā ar DIB, kurus Habls novēroja starpzvaigžņu vidē. DIB laboratorijas darbu veica cita komanda no Bāzeles Universitātes Šveicē. Habls varēja novērot C60 + absorbcijas datus no tās asariem orbītā, kur ūdens tvaiki Zemes atmosfērā to nevar bloķēt. Pat tā komandai nācās pārspēt kosmosa teleskopu ārpus tā jutības robežām.
Buckyball jonu atklājums kosmosā ir devis komandu vēl vairāk. Domājat, ja šīs sarežģītās oglekļa molekulas atrodas ISM, vai ir citas? Lai uzzinātu, ir nepieciešams vairāk laboratorijas darbu ar citām sarežģītām oglekļa molekulām, lai identificētu to DIB, lai tos varētu salīdzināt ar ISM turpmākiem novērojumiem.
Pagaidām šī pētījuma komanda vēlas turpināt meklēt Buckyballs kosmosā, lai redzētu, cik tie ir izplatīti. Vadošais autors Kordiners uzskata, ka, pamatojoties uz viņu līdzšinējiem atklājumiem, C60 + ir plaši izplatīts galaktikā.
Ko tas nozīmē dzīvības parādīšanai un evolūcijai uz Zemes un citur, ir gaisā, bet tā ir intriģējoša izmeklēšanas līnija.
Avoti:
- Paziņojums presei: Habls kosmosā atrod niecīgas “elektriskās futbola bumbas”, palīdz atrisināt starpzvaigžņu noslēpumu
- Pētniecības raksts: Starpzvaigžņu C60 + apstiprināšana, izmantojot Habla kosmisko teleskopu
- Wikipedia ieraksts: starpzvaigžņu vide
- Wikipedia ieraksts: ogleklis
