Вчені, які працюють з космічним телескопом Хаббл, виявили дуже складну молекулу там у космосі. Називаються Buckyballs, після відомого мислителя Бакмінстера Фуллера, вони являють собою молекулярну композицію з 60 атомів вуглецю (C60) у грубій формі футбольного м'яча. Хоча це не вперше ці екзотичні молекули були помічені в космосі, це вперше виявлено іони Баккібола.
Букіболи (ака Buckminsterfullerenes) були знайдені в Міжзірковому середовищі (ISM,) дифузною речовиною та випромінюванням, що існують між Сонячними системами. Оскільки ISM - це така основна матерія, з якої в підсумку утворюються зірки та планети, астрономи справді зацікавлені в цьому. Розуміння вмісту ISM проливає світло на схід зірок, планет і, зрештою, самого життя.
«Наше підтвердження C60+ показує, як складна астрохімія може отримати навіть у найменшій щільності найсильніші ультрафіолетові опромінені середовища в Галактиці. "
Мартін Кордінер, головний автор, Центр космічних польотів Годдарда
Команда, яка стоїть за цим відкриттям, опублікувала свої висновки в журналах "Астрофізичний журнал" 22 квітня 2019 року. Документ називається "Підтвердження міжзоряного С60 + за допомогою космічного телескопа Хаббла". Головний автор - Мартін Кордінер з Католицького університету Америки, розміщений в Центрі космічних польотів Годдарда НАСА в Грінбелті, штат Меріленд.
На Землі вчені знайшли C60 +, але це рідко. Вони знайшли його в гірських породах і мінералах, а також у сажі, що утворюється при високотемпературному згорянні. Знайти іонізовану (електрично заряджену) форму C60 + в ISM дивно, адже це таке суворе середовище.
C60 + у космосі іонізовано зірками. Ультрафіолетове світло зірок знімає електрон із С60, який залишає молекулу з позитивним зарядом. Пошук цих складних молекул вуглецю в космосі - це один крок до більш повного каталогу речовини в Міжзоряному середовищі.
Життя: кінцева хімічна складність
"Дифузний ISM історично вважався занадто суворим і помірним середовищем, щоб відбулося помітне безліч великих молекул", - сказав головний автор Кордінер у прес-релізі. «До виявлення С60, найбільші відомі молекули у космосі мали розмір лише 12 атомів. Наше підтвердження С60+ показує, як складна астрохімія може отримати навіть у найменшій щільності найсильніші ультрафіолетові опромінені середовища в Галактиці. "
«У чомусь життя можна розглядати як найвищу хімічну складність».
Мартін Кордінер, головний автор, Центр космічних польотів Годдарда
Наскільки ми знаємо, вуглець є ключовим для життя. Це в достатку, і він може утворювати унікальні та різноманітні сполуки. Вуглець може утворювати великі молекули, звані полімерами, при загальних температурах Землі. Полімери - це сімейство молекул з широким спектром властивостей, які відіграють ключову роль у живих тканинах, таких як білки та ДНК. Важко уявити життя без вуглецю.
Оскільки життя базується на молекулах, що містять вуглець, пошук складних молекул вуглецю, як C60 + у просторі, є інтригуючим відкриттям. "У чомусь життя можна розглядати як найвищу хімічну складність", - сказав Кордінер. «Присутність С60 однозначно демонструє високий рівень хімічної складності, властивий космічним середовищам, і вказує на велику ймовірність інших надзвичайно складних молекул, що містять вуглець, що спонтанно виникають у просторі ».
Ключовим у знаходженні C60 + у ISM є те, що називається дифузними міжзоряними смугами (IDB).
Основними матеріалами в МСМ є звичайні підозрювані: водень та гелій. Але в ІСМ є багато інших невстановлених складних молекул, і єдиний спосіб їх знайти - це вивчення зіркового світла, яке проходить через них.
Різні елементи та сполуки в ISM можуть блокувати або поглинати певні довжини хвилі зоряного світла. Використовуючи спектрометрію, вчені можуть розділити світло на різні його довжини хвилі та дослідити його. Роблячи це, вони можуть точно визначити, яка довжина хвилі відсутня, і вивести відповідальні хімічні речовини.
Зовнішній вигляд ISM це може бути важко. Зображені спектрометрією схеми поглинання там висвітлюють набагато ширший спектр світла, частина якого повністю відрізняється від будь-якого побаченого на Землі. Ці візерунки називаються дифузними міжзоряними смугами, і їх вперше виявила американська астроном Мері Леа Хегер.
Проблема полягає в тому, щоб визначити природу DIB у просторі, він повинен відповідати тому, який бачили в лабораторії. Але є мільйони різних молекулярних структур та їх асоційовані DIB, тому для їх виявлення знадобиться все життя.
«Сьогодні відомо більше 400 DIB, але (крім кількох, що нещодавно віднесені до C60+) жоден не був остаточно визначений ", - сказав Кордінер. "Разом поява DIB вказує на наявність великої кількості молекул, багатих вуглецем у просторі, частина з яких з часом може брати участь у хімії, що спричиняє життя. Однак склад та характеристики цього матеріалу залишатимуться невідомими до тих пір, поки не будуть призначені інші DIB. "
Вчені витратили десятиліття, намагаючись знайти точні лабораторні відповідники для ДІБ.
Баскетболи плям із шановними плямами
Сюди заходить поважний космічний телескоп Хаббл.
Команда, яка стоїть за цим новим дослідженням, порівнювала схеми поглинання С60 + у лабораторії з ДІБ, які спостерігав Хаббл у міжзоряному середовищі. Роботу лабораторії DIB виконувала інша команда з Базельського університету, у Швейцарії. Хаббл міг спостерігати дані поглинання С60 + зі свого окуня на орбіті, де водяна пара в атмосфері Землі не може його заблокувати. Незважаючи на це, команді довелося висунути космічний телескоп за межі його чутливості.
Відкриття в космосі іонів Buckyball змусило команду отримати більше. Замислюється: якщо ці складні молекули вуглецю присутні там у ISM, чи є інші? Для того, щоб дізнатись, потрібні додаткові лабораторні роботи з іншими складними молекулами вуглецю, щоб визначити їх DIB, щоб вони могли бути узгоджені з майбутніми спостереженнями ISM.
Наразі команда, яка стоїть за цим дослідженням, хоче продовжувати шукати Buckyballs у космосі, щоб побачити, наскільки вони поширені. Провідний автор Кордінер вважає, що на основі їхніх висновків C60 + є широко поширеним у галактиці.
Що означає появу та еволюцію життя на Землі та інших місцях, знаходиться в повітрі, але це інтригуюча лінія дослідження.
Джерела:
- Прес-реліз: Хаббл знаходить крихітні "електричні футбольні кульки" у космосі, допомагає розгадати міжзоряну таємницю
- Дослідницький документ: Підтвердження міжзоряного C60 + за допомогою космічного телескопа Хаббла
- Запис у Вікіпедії: Міжзоряний середній
- Запис у Вікіпедії: Карбон
