Minerali

Diamanti v vesolju



Diamanti v meteoritih so sprožili domišljijo znanstvenikov


Obvestila NASA in JPL-Caltech - februar 2008

Z iskanjem diamantov v meteoritih so znanstveniki resno razmišljali o tem, kako bi se lahko pojavili v vesolju. Koncept tega umetnika prikazuje množico diamantov poleg vroče zvezde. Slika NASA / JPL-Caltech.

Diamanti so na Zemlji morda redki, a presenetljivo pogosti v vesolju - in nadčutljive infrardeče oči Nasinega vesoljskega teleskopa Spitzer so kot nalašč za njihovo raziskovanje, pravijo znanstveniki raziskovalnega centra NASA Ames v polju Moffett v Kaliforniji.

Z uporabo računalniških simulacij so raziskovalci razvili strategijo za iskanje diamantov v vesolju, ki so velikosti le nanometra (milijardo metra). Ti dragulji so približno 25.000 krat manjši od zrna peska, veliko premajhni za zaročni prstan. A astronomi verjamejo, da bi lahko ti drobni delci dali dragocen vpogled v to, kako se v kozmosu razvijajo molekule, bogate z ogljikom, osnovami življenja na Zemlji.

Znanstveniki so začeli resno razmišljati o prisotnosti diamantov v vesolju v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so študije meteoritov, ki so se strmoglavile na Zemljo, odkrile veliko drobnih diamantov velikosti nanometrov. Astronomi so ugotovili, da je 3 odstotka vsega ogljika, ki ga najdemo v meteoritih, v obliki nanodiamondov. Če so meteoriti odraz vsebnosti prahu v vesolju, izračuni kažejo, da bi samo gram prahu in plina v kozmičnem oblaku lahko vseboval kar 10.000 trilijonov nanodiamondov.

"Vprašanje, ki se nam vedno zastavlja, je, če jih nanodiamondi obilujejo v prostoru, zakaj jih nismo videli pogosteje?" pravi Charles Bauschlicher iz Amesovega raziskovalnega centra. Opaženi so bili le dvakrat. "Resnica je, da preprosto nismo vedeli dovolj o njihovih infrardečih in elektronskih lastnostih, da bi zaznali njihov prstni odtis."

Za reševanje te dileme sta Bauschlicher in njegova raziskovalna skupina uporabila računalniško programsko opremo za simulacijo razmer medzvezdnega medija - prostora med zvezdami - napolnjenega z nanodiamondi. Ugotovili so, da ti vesoljski diamanti močno svetijo v območju infrardeče svetlobe od 3,4 do 3,5 mikrona in od 6 do 10 mikronov, kjer je Spitzer še posebej občutljiv.

Astronomi bi morali imeti možnost videti nebesne diamante z iskanjem njihovih edinstvenih "infrardečih prstnih odtisov". Ko svetloba iz bližnje zvezde zapne molekulo, se njene vezi raztegnejo, zasukajo in upognejo, kar daje izrazito barvo infrardeče svetlobe. Tako kot prizma razbijanje bele svetlobe v mavrico, tudi Spitzerjev infrardeči spektrometer razdeli infrardečo svetlobo na svoje sestavne dele, kar omogoča znanstvenikom, da vidijo svetlobni podpis vsake posamezne molekule.

Člani ekipe sumijo, da v vesolju še niso opazili več diamantov, ker astronomi niso iskali pravih mest s pravimi instrumenti. Diamanti so narejeni iz tesno vezanih ogljikovih atomov, zato je potrebno veliko energijske ultravijolične svetlobe, da se diamantne vezi upognejo in premaknejo, kar ustvari infrardeči prstni odtis. Tako so znanstveniki zaključili, da je najboljše mesto, da vidijo sijaj vesoljskega diamanta tik ob vroči zvezdi.

Ko astronomi ugotovijo, kje iskati nanodijamante, je še ena skrivnost, kako ugotoviti, kako nastajajo v okolju medzvezdnega prostora.

"Vesoljski diamanti se oblikujejo v zelo drugačnih pogojih kot diamanti, ki nastajajo na Zemlji," pravi Louis Allamandola, tudi iz Amesa.

Opaža, da se diamanti na Zemlji tvorijo pod ogromnim pritiskom, globoko v notranjosti planeta, kjer so tudi temperature zelo visoke. Vesoljski diamanti pa najdemo v hladnih molekulskih oblakih, kjer so tlaki milijardkrat nižji, temperature pa pod minus 240 stopinj Celzija (minus 400 stopinj Fahrenheita).

"Zdaj, ko vemo, kje iskati žareče nanodijamante, nam lahko infrardeči teleskopi, kot je Spitzer, pomagajo izvedeti več o njihovem življenju v vesolju," pravi Allamandola.

Bauschlicherjev prispevek o tej temi je bil sprejet za objavo v Astrophysical Journal. Allamandola je bil soavtor prispevka, skupaj z Yufei Liu, Alessandra Ricca in Andrejem L. Mattiodo, prav tako Ames.

Nasin laboratorij za reaktivni pogon v Pasadeni, Kalifornija, upravlja misijo za vesoljski teleskop Spitzer za NASA-ino upravo za znanstveno misijo v Washingtonu. Znanstvene operacije se izvajajo v znanstvenem centru Spitzer na kalifornijskem tehnološkem inštitutu, prav tako v Pasadeni. Caltech upravlja JPL za NASA.

Poglej si posnetek: Infodrom: Odkrili planet iz diamantov (Avgust 2020).