Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το MIT ανακάλυψε μια σημαντική ποσότητα πυρενίου, ενός μεγάλου μορίου πλούσιου σε άνθρακα μέσα σε ένα μακρινό διαστρικό νέφος.
Αυτό το εύρημα παρέχει νέες γνώσεις για την προέλευση του άνθρακα στο ηλιακό μας σύστημα και υποστηρίζει θεωρίες σχετικά με τα μοριακά δομικά στοιχεία που συνέβαλαν στον σχηματισμό του.
Το εν λόγω διαστρικό νέφος, γνωστό ως TMC-1, περιέχει ένα μείγμα σκόνης και αερίου παρόμοιου με αυτό που τελικά σχημάτισε το δικό μας ηλιακό σύστημα. Η ανακάλυψη του πυρενίου σε αυτό το περιβάλλον υποδηλώνει ότι μπορεί να έπαιξε κρίσιμο ρόλο στον εμπλουτισμό του ηλιακού μας συστήματος με άνθρακα. Αυτή η ιδέα υποστηρίζεται και από τα πρόσφατα άφθονα ευρήματα πυρενίου σε δείγματα από τον αστεροειδή Ryugu, που έφερε πίσω στη Γη η αποστολή Hayabusa2 της Ιαπωνίας.
«Ένα από τα μεγάλα ερωτήματα στον σχηματισμό άστρων και πλανητών είναι πόσο από το χημικό απόθεμα από αυτό το πρώιμο μοριακό νέφος αποτελεί τα βασικά συστατικά του ηλιακού συστήματος» είπε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Brett McGuire, επίκουρος καθηγητής χημείας στο MIT.
«Αυτό που εξετάζουμε είναι η αρχή και το τέλος του κύκλου ζωής που δείχνουν το ίδιο πράγμα. Αυτό είναι αρκετά ισχυρή απόδειξη ότι αυτό το υλικό από το πρώιμο μοριακό σύννεφο βρίσκει το δρόμο του στον πάγο, τη σκόνη και τα βραχώδη σώματα που αποτελούν το ηλιακό μας σύστημα».
Η ανίχνευση πυρενίου στο Διάστημα είναι μια πολύπλοκη διαδικασία, καθώς η συμμετρική δομή του το καθιστά αόρατο στους επιστήμονες με τη χρήση συμβατικών μεθόδων ραδιοαστρονομίας. Για να ξεπεραστεί αυτό, οι ερευνητές αναζήτησαν αντ’ αυτού κυανοπυρένιο, το οποίο είναι πυρένιο με προσκολλημένο μόριο κυανιδίου, και το σύγκριναν με την εργαστηριακή υπογραφή του κυανοπυρενίου που είχαν επίσης προσεκτικά παραγάγει και μετρήσει στο εργαστήριο στη Γη.
Η ομάδα χρησιμοποίησε το τηλεσκόπιο Green Bank (GBT) 100 μέτρων στη Δυτική Βιρτζίνια για να αναγνωρίσει αυτά τα σήματα εντός του TMC-1. Αυτή η ανακάλυψη βασίζεται σε παλαιότερες εργασίες του McGuire και άλλων, οι οποίοι είχαν εντοπίσει μικρότερους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (ομάδα ενώσεων όπου ανήκει το πυρένιο) στην ίδια περιοχή, όπως το βενζονιτρίλιο και το κυανοναφθαλίνιο.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το κυανοπυρένιο αντιπροσωπεύει περίπου το 0,1% του συνόλου του άνθρακα που υπάρχει στο διαστρικό νέφος TMC-1.
Ο McGuire σημείωσε ότι μπορεί το 0,1% να μην ακούγεται ως μεγάλος αριθμός, καθώς το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα παγιδεύεται στο μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το δεύτερο πιο άφθονο μόριο στο σύμπαν εκτός από το μοριακό υδρογόνο.
«Αν αφήσουμε το CO στην άκρη, ένα στα εκατοντάδες περίπου εναπομείναντα άτομα άνθρακα βρίσκεται σε πυρένιο. Φανταστείτε τα χιλιάδες διαφορετικά μόρια που υπάρχουν εκεί έξω, σχεδόν όλα με πολλά διαφορετικά άτομα άνθρακα μέσα τους και ένα στα εκατοντάδες είναι σε πυρένιο», είπε. «Αυτή είναι μια σχεδόν απίστευτη δεξαμενή άνθρακα. Είναι ένα διαστρικό νησί σταθερότητας».
Η ανίχνευση του πυρενίου σηματοδοτεί την ανακάλυψη του τρίτου μεγαλύτερου μορίου που βρέθηκε στο Διάστημα και του μεγαλύτερου που έχει εντοπιστεί με την χρήση τεχνικών ραδιοαστρονομίας.
Διαστρικά νέφη όπως το TMC-1 έχουν τη δυνατότητα να γεννούν αστέρια και πλανητικά συστήματα καθώς συστάδες σκόνης και αερίου ενώνονται, σχηματίζοντας νέα ουράνια σώματα. Η παρουσία πυρενίου στο TMC-1 και παρόμοιων μορίων στον αστεροειδή Ryugu υποδηλώνει ότι τέτοιες πλούσιες σε άνθρακα ενώσεις μπορεί να συμμετέχουν άμεσα στο σχηματισμό πλανητικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας.
«Τώρα έχουμε, θα τολμούσα να πω, την ισχυρότερη απόδειξη αυτής της άμεσης μοριακής κληρονομιάς από το κρύο σύννεφο μέχρι τους πραγματικούς βράχους του ηλιακού συστήματος», εξήγησε ο McGuire.
Η ερευνητική ομάδα στοχεύει τώρα να διερευνήσει εάν υπάρχουν ακόμη μεγαλύτερα μόρια πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων εντός του TMC-1, παρέχοντας περαιτέρω πληροφορίες για τις πρώιμες χημικές διεργασίες που διαμορφώνουν τα αστρικά συστήματα.
Οι ειδικοί διερευνούν επίσης εάν το πυρένιο σχηματίστηκε μέσα στο ίδιο το TMC-1 ή προήλθε από αλλού στο σύμπαν, το οποίο δυνητικά μεταφέρεται στο Διάστημα από διαδικασίες υψηλής ενέργειας όπως αυτές που βρίσκονται κοντά σε αστέρια που πεθαίνουν.
Αυτή η μελέτη όχι μόνο προσφέρει μια βαθύτερη κατανόηση του ρόλου του άνθρακα στο σχηματισμό πλανητικών συστημάτων, αλλά επίσης ανοίγει νέους δρόμους για την εξερεύνηση της μοριακής προέλευσης της ζωής στο σύμπαν.
Καθώς οι επιστήμονες συνεχίζουν να διερευνούν τα μυστήρια του Διαστήματος, ευρήματα όπως αυτό μας φέρνουν πιο κοντά στην κατανόηση των χημικών συνδέσεων μεταξύ μακρινών νεφών και της εξέλιξης του ηλιακού μας συστήματος.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science εδώ.
Πηγή: ΜΙΤ
