Hubble-avaruusteleskoopin kanssa työskentelevät tutkijat ovat löytäneet avaruudesta erittäin monimutkaisen molekyylin. Tunnetun ajattelija Buckminster Fuller -nimisen nimityksen jälkeen Buckyballs, ne ovat 60 hiiliatomin (C60) molekyylijärjestelyä, joka on karkea muotoinen pallo. Vaikka eksoottisia molekyylejä ei ole ensimmäistä kertaa havaittu avaruudessa, Buckyball-ioneja on löydetty ensimmäistä kertaa.
Buckyballit (alias Buckminsterfullerenes) löydettiin Interstellar Mediumista (ISM) haja-aineesta ja säteilystä, joka esiintyy aurinkojärjestelmien välillä. Koska ISM on eräänlainen perusasia, josta tähdet ja planeetat lopulta muodostuvat, tähtitieteilijät ovat todella kiinnostuneita siitä. ISM: n sisällön ymmärtäminen heijastaa tähtiä, planeettoja ja lopulta itse elämää.
”Vakuutuksemme C.60+ osoittaa kuinka monimutkainen astrokemia voi saada jopa pienimmässä tiheydessä voimakkaimmin ultravioletti säteilytettyihin ympäristöihin galaksissa. "
Martin Cordiner, johtava kirjailija, Goddard Space Flight Center
Tämän löytön takana oleva ryhmä julkaisi havaintonsa Astrophysical Journal Letters -tapahtumassa 22. huhtikuuta 2019. Lehden nimi on ”Interstellar C60 +: n vahvistaminen Hubble-avaruuskaukoputken avulla”. Pääkirjailija on Amerikan katolisen yliopiston Martin Cordiner, joka sijaitsee NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksessa Greenbeltissä, Marylandissa.
Maan päällä tutkijat ovat löytäneet C60 +: n, mutta se on harvinaista. He ovat löytäneet sen kivistä ja mineraaleista, ja myös nokeista, jotka syntyvät korkean lämpötilan palamisessa. C60 +: n ionisoidun (sähköisesti varautuneen) muodon löytäminen ISM: stä on yllättävää, koska se on niin kova ympäristö.
Tähdet ionisoivat C60 +: n avaruudessa. Tähtien ultraviolettivalo poistaa C60: lta elektronin, joka jättää molekyylin positiivisella varauksella. Näiden monimutkaisten hiilimolekyylien löytäminen avaruudesta on yksi askel kohti täydellistä aineluetteloa Tähtienvälisessä väliaineessa.
Elämä: Äärimmäinen kemiallinen monimutkaisuus
"Haja-ISM: ää pidettiin historiallisesti liian ankarana ja heikkoympäristönä, jotta suurien molekyylien huomattavia määriä tapahtuisi", sanoi pääkirjailija Cordiner lehdistötiedotteessa. ”Ennen C: n havaitsemista60, avaruuden suurimmat tunnetut molekyylit olivat kooltaan vain 12 atomia. Vakuutuksemme C.60+ osoittaa kuinka monimutkainen astrokemia voi saada jopa pienimmässä tiheydessä voimakkaimmin ultravioletti säteilytettyihin ympäristöihin galaksissa. "
"Elämää voidaan tietyllä tavalla ajatella kemiallisen monimutkaisuuden lopullisena."
Martin Cordiner, johtava kirjailija, Goddard Space Flight Center
Hiili on avain elämään, sikäli kuin tiedämme. Se on runsas, ja se voi muodostaa ainutlaatuisia ja monipuolisia yhdisteitä. Hiili voi muodostaa suuria molekyylejä, joita kutsutaan polymeereiksi, maapallon yleisissä lämpötiloissa. Polymeerit ovat molekyyliryhmä, jolla on laaja ominaisuusominaisuus ja joilla on avainrooli elävissä kudoksissa, kuten proteiineissa ja DNA: ssa. On vaikea kuvitella elämää ilman hiiltä.
Koska elämä perustuu hiiltä kantaviin molekyyleihin, monimutkaisten hiilimolekyylien, kuten C60 +, löytäminen avaruudesta on kiehtova löytö. "Elämää voidaan tietyllä tavalla ajatella kemiallisen monimutkaisuuden lopullisena", Cordiner sanoi. ”C: n läsnäolo60 osoittaa yksiselitteisesti korkean kemiallisen monimutkaisuuden, joka on ominaista avaruusympäristölle, ja osoittaa, että muille erittäin monimutkaisille, hiiltä kantaville molekyyleille syntyy suuri todennäköisyys avaruudessa spontaanisti. "
Avain C60 +: n löytämiseen ISM: stä on ns. Diffuusit tähtikaista (IDB).
ISM: n päämateriaalit ovat tavallisia epäilyjä: vety ja helium. Mutta ISM: ssä on monia muita tuntemattomia komplekseja molekyylejä, ja ainoa tapa löytää ne on tutkia niiden läpi kulkevaa tähtivaloa.
ISM: n eri elementit ja yhdisteet voivat estää tai absorboida tähtivalon tiettyjä aallonpituuksia. Spektrometriaa käyttämällä tutkijat voivat jakaa valon sen eri aallonpituuksiin ja tutkia sitä. Näin tekemällä he voivat tarkkaan havaita, mitkä aallonpituudet puuttuvat, ja päätellä vastuussa olevat kemikaalit.
ISM: ssä tämä voi olla vaikeaa. Siellä spektrometrian paljastamat absorptiomallit peittävät paljon laajemman valon, joka osa on täysin erilainen kuin mikään maapallolla nähty. Näitä kuvioita kutsutaan diffuuseiksi tähtien yhtyeiksi, ja ne löysi ensimmäisen kerran vuonna 1922 amerikkalainen tähtitieteilijä Mary Lea Heger.
Ongelmana on, että DIB: n luonteen tunnistamiseksi avaruudessa se on sovitettava yhteen laboratoriossa havaitun kanssa. Mutta on miljoonia erilaisia molekyylirakenteita ja niihin liittyviä DIB: itä, joten niiden kaikkien tunnistaminen vie elämänsä.
”Nykyään tunnetaan yli 400 DIB: tä, mutta (lukuun ottamatta niitä harvoja, jotka äskettäin on luokiteltu C: lle60+), ketään ei ole yksiselitteisesti tunnistettu ", sanoi Cordiner. ”Yhdessä DIB: ien ulkonäkö osoittaa, että avaruudessa on suuri määrä hiiltä sisältäviä molekyylejä, joista osa voi lopulta osallistua elämän synnyttävään kemiaan. Tämän materiaalin koostumus ja ominaisuudet ovat kuitenkin tuntemattomia, kunnes jäljelle jäävät DIB: t on osoitettu. "
Tutkijat ovat vuosikymmenien ajan yrittäneet löytää tarkkoja laboratoriohakuja DIB: ille.
Kunnioitettavat Hubble Spots -pallipallot
Tässä kohtaa kunnioitettava Hubble-avaruusteleskooppi.
Tämän uuden tutkimuksen takana oleva ryhmä vertasi laboratorion C60 + -absorptiomalleja DIB: ien kanssa, joita Hubble havaitsi välivaiheessa. Laboratorion DIB-työn teki toinen ryhmä Baselin yliopistosta, Sveitsistä. Hubble pystyi tarkkailemaan C60 + -absorptiotietoja ahveneltaan kiertoradalla, missä maan ilmakehän vesihöyry ei pysty estämään sitä. Jopa niin, joukkueen piti siirtää avaruusteleskooppi herkkyysrajojensa yli.
Buckyball-ionien löytäminen avaruudessa on johtanut joukkueen potkut lisää. Ajattelu menee, jos näitä monimutkaisia hiilimolekyylejä on läsnä ISM: ssä, onko muita? Tämän selvittämiseksi tarvitaan lisää laboratoriotyötä muiden monimutkaisten hiilimolekyylien kanssa, jotta voidaan tunnistaa niiden DIB: t, jotta niitä voidaan seurata ISM: n tulevissa havainnoissa.
Toistaiseksi tutkimuksen takana oleva joukkue haluaa jatkaa Buckyballien etsimistä avaruudessa nähdäkseen, kuinka yleisiä ne ovat. Johtava kirjailija Cordiner uskoo, että tähänastisten havaintojensa perusteella C60 + on laajalle levinnyt galaksissa.
Mitä tämä tarkoittaa elämän ilmestymiseen ja evoluutioon maapallolla ja muualla, on ilmassa, mutta se on kiehtova tutkimuksen linja.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Hubble löytää pieniä “sähköisiä jalkapallopalloja” avaruudessa, auttaa ratkaisemaan tähtienvälisen mysteerin
- Tutkimuspaperi: Tähtienvälisen C60 + -vahvistus Hubble-avaruusteleskoopilla
- Wikipedian merkintä: Interstellar Medium
- Wikipedian merkintä: Hiili
