Gyémántok megtalálása a meteoritokban arra késztette a tudósokat, hogy komolyan gondolkodjanak azon, hogyan fordulhatnak elő űrben. Ez a művészi koncepció sok gyémántot mutat egy forró csillag mellett. Kép: NASA / JPL-Caltech.
A gyémántok ritkán fordulhatnak elő a Földön, ám meglepően gyakran az űrben - és a NASA Spitzer Űrtávcsőjének szuperérzékeny infravörös szeme tökéletes a felkutatáshoz - mondják a kaliforniai Moffett Field NASA Ames kutatóközpontjának tudósai.
Számítógépes szimulációk segítségével a kutatók stratégiát dolgoztak ki olyan gyémántok megtalálására az űrben, amelyek mérete csak nanométer (méter milliárdod). Ezek a drágakövek körülbelül 25 000-szer kisebbek, mint egy homok szemcséje, túlságosan kicsi az eljegyzési gyűrűhöz. A csillagászok azonban úgy vélik, hogy ezek az apró részecskék értékes betekintést nyújthatnak a földi élet alapjául szolgáló szénben gazdag molekulák fejlődéséhez a kozmoszban.
A tudósok az 1980-as években kezdtek komolyan elgondolkodni a gyémántok jelenlétében az űrben, amikor a Földbe összeomlott meteoritok vizsgálata sok apró, nanométer méretű gyémántot tárt fel. A csillagászok megállapították, hogy a meteoritokban található összes szén 3% -a nanodammák formájában származik. Ha a meteoritok tükrözik a világűr portartalmát, akkor a számítások azt mutatják, hogy csupán egy gramm por és gáz egy kozmikus felhőben 10 000 billió nanodammánt tartalmazhat.
"Az a kérdés, amelyet mindig felteszünk, az a kérdés, hogy ha a nanodammák bőségesek az űrben, miért nem láttuk őket gyakrabban?" - mondta Charles Bauschlicher, az Ames kutatóközpont. Csak kétszer vettek észre őket. "Az igazság az, hogy csak annyira nem tudtunk elegendő infravörös és elektronikus tulajdonságaikról, hogy felismerjük ujjlenyomatukat."
Ennek a dilemmának a megoldására Bauschlicher és kutatócsoportja számítógépes szoftvereket használt a csillagközi közeg - a csillagok közötti tér - nanodimanttákkal töltött körülményeinek szimulálására. Megállapították, hogy ezek az űrgyémántok fényesen ragyognak 3,4-3,5 mikron és 6-10 mikron infravörös fénytartományban, ahol a Spitzer különösen érzékeny.
A csillagászoknak képesnek kell lenniük látni égi gyémántokat az egyedi infravörös ujjlenyomatuk keresésével. Amikor a közeli csillagból származó fény elrontja a molekulát, kötései megfeszülnek, elfordulnak és hajlamosak, megkülönböztető színű infravörös fényt adva. Mint egy prizma, amely a fehér fényt szivárványossá bontja, a Spitzers infravörös spektrométer műszer az infravörös fényt felbontja annak alkotóelemeire, lehetővé téve a tudósok számára, hogy az egyes molekulák fényjelzését látják.
A csapat tagjai azt gyanítják, hogy még több gyémántot nem észleltek az űrben, mivel a csillagászok nem a megfelelő eszközökkel keresették a megfelelő helyeket a megfelelő eszközökkel. A gyémántok szorosan megkötött szénatomokból készülnek, így sok energiájú ultraibolya fény szükséges ahhoz, hogy a gyémánt kötés meghajoljon és mozogjon, infravörös ujjlenyomatot eredményezve. Így a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az űrgyémántok aláírásának ragyogása a legjobb hely közvetlenül a forró csillag mellett.
Miután a csillagászok kitalálták, hol kell keresni a nanodimantákat, egy másik rejtély kitalálják, hogyan alakulnak ki a csillagközi térben.
"Az űrgyémántok nagyon különböző körülmények között alakulnak ki, mint a földön gyémántok" - mondja Louis Allamandola, az Ames is.
Megjegyzi, hogy a gyémántok a Földön óriási nyomás alatt képződnek, a bolygó mélyén, ahol a hőmérséklet szintén nagyon magas. Az űrgyémántokat azonban a hideg molekuláris felhőkben találják meg, ahol a nyomás milliárdszor alacsonyabb, a hőmérséklet pedig mínusz 240 Celsius fok alatt van (mínusz 400 fok Fahrenheit).
"Most, hogy tudjuk, hol kell izzó nanodimanttákat keresni, az infravörös távcsövek, mint például a Spitzer, segíthetnek nekünk többet megtudni életükről az űrben" - mondja Allamandola.
A Bauschlichers e témáról szóló publikációját elfogadták az Astrophysical Journal publikációjában. Allamandola társszerző volt a papíron, valamint Yufei Liu, Alessandra Ricca és Andrew L. Mattioda, szintén Ames.
A kaliforniai Pasadena-i NASA sugárhajtómű-laboratórium a Spitzer Űrtávcső küldetését kezeli a NASA Tudományos Misszió Igazgatóságának, Washington. A tudományos műveleteket a Kaliforniai Technológiai Intézet Spitzer Tudományos Központjában végzik, Pasadena-ban is. A Caltech irányítja a JPL-t a NASA számára.