Hubble'i kosmoseteleskoobiga töötavad teadlased on leidnud kosmosest väga keeruka molekuli. Pärast nimega Buckminster Fuller nimega Buckyballs on tegemist 60 süsinikuaatomi (C60) molekulaarse paigutusega, mille kare kuju on jalgpall. Kuigi see pole esimene kord, kui neid eksootilisi molekule kosmoses märgatakse, on see Buckyballi ioonide esimene kord.
Buckyballs (ehk Buckminsterfullerenes) leiti tähtedevahelisest keskkonnast (ISM) hajusa aine ja kiirguse vahel, mis on Päikesesüsteemide vahel. Kuna ISM on omamoodi fundamentaalne asi, millest tähed ja planeedid lõpuks moodustuvad, on astronoomid selle vastu tõeliselt huvitatud. ISM-i sisu mõistmine heidab valgust tähtede, planeetide ja lõpuks ka elu enda tõusule.
„Meie kinnitus C-le60+ näitab, kui keerukas astrokeemia võib isegi kõige madalama tihedusega galaktikas kõige tugevamalt ultraviolettkiirgusega kiiritatud keskkondi saada. "
Martin Cordiner, juhtiv autor, Goddardi kosmoselennukeskus
Selle avastuse taga olev meeskond avaldas oma järeldused ajakirjas Astrophysical Journal Letters 22. aprillil 2019. Paber kannab nime Interstellar C60 + kinnitamine Hubble'i kosmoseteleskoobi abil. Juhtiv autor on Ameerika Katoliku Ülikooli Martin Cordiner, kes asub NASA Goddardi kosmoselennukeskuses Greenbeltis Marylandis.
Maal on teadlased leidnud C60 +, kuid see on haruldane. Nad on seda leidnud kivimitest ja mineraalidest ning ka kõrge temperatuuriga põlemisel tekkivatest tahmadest. C60 + ioniseeritud (elektriliselt laetud) vormi leidmine ISM-is on üllatav, kuna see on nii karm keskkond.
Kosmoses olevat C60 + ioniseerivad tähed. Tähtede ultraviolettvalgus eemaldab C60-st elektroni, mis jätab molekulile positiivse laengu. Nende keeruliste süsiniku molekulide leidmine kosmoses on üks samm täiuslikuma kataloogi loomiseks tähtedevahelises keskkonnas.
Elu: ülim keemiline keerukus
"Hajusat ISMi peeti ajalooliselt liiga karmiks ja nõrgaks keskkonnaks suurte molekulide märgatava arvukuse tekkeks," ütles juhtiv autor Cordiner pressiteates. “Enne C avastamist60, olid kosmose suurimad teadaolevad molekulid vaid 12 aatomit. Meie kinnitus C60+ näitab, kui keerukas astrokeemia võib isegi kõige madalama tihedusega galaktikas kõige tugevamalt ultraviolettkiirgusega kiiritatud keskkondi saada. "
"Mõnes mõttes võib elu pidada lõplikuks keemiliseks keerukuseks."
Martin Cordiner, juhtiv autor, Goddardi kosmoselennukeskus
Süsinik on elu võti, niipalju kui me teame. Seda on rikkalikult ja see võib moodustada ainulaadseid ja mitmekesiseid ühendeid. Süsinik võib Maa tavalistel temperatuuridel moodustada suuri molekule, mida nimetatakse polümeerideks. Polümeerid on laiaulatuslike omadustega molekulide perekond, millel on elusate kudede, näiteks valkude ja DNA, võtmeroll. Süsinikuvaba elu on raske ette kujutada.
Kuna elu põhineb süsinikku kandvatel molekulidel, on keerukate süsiniku molekulide, näiteks C60 + leidmine kosmosest põnev avastus. "Mõnes mõttes võib elu pidada keemilise keerukuse ülimaks," ütles Cordiner. C esinemine60 näitab ühemõtteliselt kosmosekeskkonnale omast keemilise keerukuse kõrget taset ja osutab suure tõenäosusega teistele eriti keerukatele, süsinikku kandvatele molekulidele, mis tekivad kosmoses spontaanselt. "
ISM-is C60 + leidmise võti on nn hajutatud tähtedevahelised ribad (IDB-d).
ISM-i peamised materjalid on tavalised kahtlusalused: vesinik ja heelium. Kuid ISM-is on palju teisi tundmatuid kompleksmolekule ja ainus viis nende leidmiseks on uurida neid läbivat tähevalgust.
ISM-i erinevad elemendid ja ühendid võivad blokeerida või neelata tähevalguse teatud lainepikkusi. Spektromeetriat kasutades saavad teadlased jagada valguse selle erinevateks lainepikkusteks ja seda uurida. Seda tehes saavad nad täpselt tuvastada, millised lainepikkused puuduvad, ja järeldada vastutavad kemikaalid.
ISM-is võib see olla keeruline. Seal katavad spektromeetriaga paljastunud neeldumismustrid palju laiemat valgust, millest osa on täiesti erinev kõigist Maa peal nähtavatest. Neid mustreid nimetatakse hajusateks tähtedevahelisteks ribadeks ja esmakordselt avastas need 1922. aastal Ameerika astronoom Mary Lea Heger.
Probleem on selles, et DIB olemuse tuvastamiseks kosmoses tuleb see sobitada laboratooriumis nähtavaga. Kuid seal on miljoneid erinevaid molekulaarstruktuure ja nendega seotud DIB-sid, nii et nende kõigi tuvastamiseks kuluks elu.
„Tänapäeval on teada enam kui 400 DIB-d, kuid (välja arvatud vähesed, mis äsja omistati C-le60+), pole ühtegi neist lõplikult kindlaks tehtud, ”ütles Cordiner. „DIB-de välimus viitab koos suure hulga süsinikurikaste molekulide olemasolule kosmoses, millest mõned võivad lõpuks osaleda elu alustavas keemias. Selle materjali koostis ja omadused jäävad aga teadmata, kuni ülejäänud DIB-d on määratud. ”
Teadlased on veetnud aastakümneid DIB-de täpset laboratoorset vastet.
Auväärsed Hubble'i täppidega pallipallid
Siit tuleb auväärne Hubble'i kosmoseteleskoop.
Selle uue uurimistöö taga olev meeskond võrdles laboratooriumi C60 + imendumisharjumusi DIB-dega, mida Hubble täheldas tähtedevahelises keskkonnas. Laboratoorse DIB-töö tegi teine meeskond Šveitsi Baseli ülikoolist. Hubble suutis jälgida C60 + neeldumisandmeid oma ahvena orbiidil, kus Maa atmosfääri veeaur seda blokeerida ei saa. Isegi nii pidi meeskond lükkama kosmoseteleskoobi üle oma tundlikkuse piiride.
Buckyballi ioonide avastamine kosmoses on meeskonna jaoks rohkem vallandatud. Kui need keerulised süsiniku molekulid on ISM-is olemas, kas on veel teisi? Selle välja selgitamiseks on vaja teha rohkem laboratoorseid töid teiste keeruliste süsiniku molekulidega, et tuvastada nende DIB-d, et neid saaks sobitada ISMi tulevaste vaatlustega.
Praegu soovib selle uuringu meeskond jätkata Buckyballide otsimist kosmosest, et näha, kui levinud need on. Juhtiv autor Cordiner arvab, et nende seniste leidude põhjal on C60 + galaktikas laialt levinud.
Mida see Maale ja mujale elu ilmumise ja arengu jaoks tähendab, on õhus, kuid see on huvitav uurimisliin.
Allikad:
- Pressiteade: Hubble leiab kosmosest pisikesi “elektrilisi jalgpallipalle”, aitab lahendada tähtedevahelist mõistatust
- Uurimistöö: tähtedevahelise C60 + kinnitamine Hubble'i kosmoseteleskoobi abil
- Vikipeedia kanne: tähtedevaheline keskmine
- Vikipeedia kanne: süsinik
