Przez wiele stuleci naukowcy dowiedzieli się wiele na temat rodzajów warunków i elementów, które umożliwiają życie tutaj na Ziemi. Dzięki nadejściu współczesnej astronomii naukowcy dowiedzieli się, że pierwiastki te występują nie tylko w innych układach gwiezdnych i częściach galaktyki, ale także w ośrodku znanym jako przestrzeń międzygwiezdna.
Rozważ węgiel, pierwiastek niezbędny dla całej materii organicznej i życia, jakie znamy. Ten element nośny jest również obecny w pyle międzygwiezdnym, chociaż astronomowie nie są pewni, jak obfity jest on. Według nowych badań przeprowadzonych przez zespół astronomów z Australii i Turcji, wiele węgla w naszej galaktyce występuje w postaci cząsteczek podobnych do tłuszczów.
Ich badanie, „Alifatyczna zawartość węglowodorów w międzygwiezdnym pyle”, pojawiło się niedawno w Miesięczne zawiadomienia Royal Astronomical Society. Badanie było prowadzone przez Gunaya Banihana, profesora z Wydziału Astronomii i Nauk Kosmicznych Uniwersytetu Erge w Turcji i obejmowało członków z wielu wydziałów Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Sydney (UNSW).
Na potrzeby badań zespół starał się dokładnie ustalić, ile węgla naszej galaktyki wiąże się w cząsteczkach podobnych do tłuszczu. Obecnie uważa się, że połowa węgla międzygwiezdnego istnieje w czystej postaci, podczas gdy reszta jest związana zarówno w tłuszczopodobnych cząsteczkach alifatycznych (atomy węgla, które tworzą otwarte łańcuchy), jak i w cząsteczkach aromatycznych podobnych do mothball (atomy węgla, które tworzą planar pierścienie nienasycone).
Aby ustalić, w jaki sposób liczne cząsteczki podobne do tłuszczów są porównywane z cząsteczkami aromatycznymi, zespół stworzył w laboratorium materiał o takich samych właściwościach jak pył międzygwiezdny. Polegało to na odtworzeniu procesu syntezy związków alifatycznych w odpływie gwiazd węglowych. Następnie zajęli się tym, rozszerzając plazmę zawierającą węgiel do próżni w niskich temperaturach, aby symulować przestrzeń międzygwiezdną.
Jak wyjaśnił prof. Tim Schmidt z Centre of Excellence in Exciton Science w School of Chemistry w UNSW Sydney i współautor artykułu na piśmie:
„Połączenie wyników laboratoryjnych z obserwacjami z obserwatoriów astronomicznych pozwala nam zmierzyć ilość węgla alifatycznego między nami a gwiazdami.”
Korzystając z rezonansu magnetycznego i spektroskopii, byli w stanie określić, jak silnie materiał pochłania światło o określonej długości fali w podczerwieni. Na podstawie tego zespół stwierdził, że na każdy milion atomów wodoru przypada około 100 tłustych atomów węgla, co stanowi około połowy dostępnego węgla między gwiazdami. Rozszerzając ją na całą Drogę Mleczną, ustalili, że istnieje około 10 miliardów trylionów ton tłustej materii.
Mówiąc inaczej, wystarczy smaru, aby wypełnić około 40 trylionów bilionów paczek masła. Ale jak wskazał Schmidt, smar ten jest daleki od jadalności.
„Ten kosmiczny smar nie jest czymś, co chciałbyś posmarować plasterkiem tostów! Jest brudny, prawdopodobnie toksyczny i tworzy się tylko w środowisku przestrzeni międzygwiezdnej (i naszego laboratorium). Intrygujące jest również to, że tego rodzaju materiał organiczny - materiał, który włącza się do układów planetarnych - jest tak obfity ”.
Patrząc w przyszłość, zespół chce teraz określić obfitość innego rodzaju nieczystego węgla, jakim są aromatyczne cząsteczki przypominające kulę ćmy. Tutaj również zespół będzie odtwarzał cząsteczki w środowisku laboratoryjnym przy użyciu symulacji. Ustalając ilość każdego rodzaju węgla w pyle międzygwiezdnym, będą mogli nałożyć ograniczenia na ilość tego pierwiastka w naszej galaktyce.
To z kolei pozwoli astronomom dokładnie określić, ile tego życiodajnego elementu jest dostępnego, a także może rzucić światło na to, jak i gdzie życie może się utrzymać!
