Znajdź zawartość

Naukowcy korzystający z Teleskopu Kosmicznego Spitzera odkryli w przestrzeni kosmicznej fullereny właściwe w formie stałej. Dotychczas obserwowano tylko formę gazową tych cząsteczek. Fullereny właściwe są najmniejszymi z fullerenów- cząsteczek składających się z parzystej liczby atomów węgla, tworzących zamkniętą pustą bryłę. Spitzer odkrył niewielkie cząsteczki stałej materii, utworzone ze zlepionych fullerenów właściwych. Znaleziono je wokół pary gwiazd XX Ophiuchi, znajdujących się w odległości 6500 lat świetlnych od Ziemi. Ilość znalezionych fullerenów jest 10 000 razy większa od objętości Mount Everest. Cząsteczki, które odkryliśmy, są bardzo małe. Znacznie mniejsze niż średnica ludzkiego włosa, ale każda z nich składa się z milionów fullerenów - mówi Nye Evans z brytyjskiego Keele University. Pierwsze fullereny w przestrzeni kosmicznej również odkrył Spitzer, o czym informowaliśmy w 2010 roku. Ich masę oceniono wówczas na 15-krotnie większą od masy Księżyca. Teraz okazuje się, że występują w niej również fullereny w formie stałej. Badania sugerują, że fullereny są bardziej rozpowszechnione w kosmosie niż wskazywały na to wcześniejsze badania. Mogą być one ważnym źródłem węgla, który jest jednym z elementów potrzebnych do powstania życia - powiedział Mike Werner odpowiedzialny w Jet Propulsion Laboratory za projekt naukowcy Spitzera.

Całkiem niedawno odnaleziono w przestrzeni kosmicznej substancje organiczne, teraz dzięki teleskopowi Spitzera odnaleziono w kosmosie fulereny - wielkie cząsteczki węgla, które człowiek stworzył w laboratorium w latach osiemdziesiątych. Fulereny - nazwane tak na cześć architekta Richarda Buckminstera Fullera - to olbrzymie molekuły węgla, złożone z kilkudziesięciu lub nawet kilkuset atomów węgla, tworzące specyficzną, pustą w środku klatkę. Ich budowa daje im niezwykłe właściwości fizyczne i chemiczne. Podstawowy, najprostszy fuleren, zbudowany z 60 atomów węgla (C60) przypomina wyglądem klasyczną piłkę futbolową lub skonstruowaną przez Fullera kopułę. Istnienie takich cząstek w przestrzeni kosmicznej przewidywano już w latach siedemdziesiątych. W laboratorium otrzymano je właśnie przez symulację warunków panujących w gwiazdach. Jednak mimo dość powszechnego wytwarzania ich w sposób sztuczny, poszukiwania ich obecności w okolicach wygasłych gwiazd nie dawały jednoznacznych rezultatów. Na ziemi można je znaleźć na przykład w kopciu świecy lub meteorytach. Kosmiczne fulereny przypadkowo zidentyfikował Jan Cami, astronom z Uniwersytetu Zachodniego Ontario (University of Western Ontario) w Kanadzie. Spektroskopowe sygnatury odpowiadające fulerenom C60 i C70 znaleziono w mgławicy planetarnej Tc1, dzięki obserwacjom w podczerwieni przeprowadzonym przez teleskop Spitzera. Mgławice powstają z materii odrzuconej przez ginącą gwiazdę. Obecność w niej fulerenów może świadczyć o krótkim życiu gwiazdy, która dała jej początek. Obserwowane cząstki mają temperaturę pokojową, co sprzyja obserwacjom w podczerwieni. C60 i C70 (przypominający piłkę do rugby) są obecnie największymi molekułami, jakie odkryto w przestrzeni kosmicznej.

Nasza wiedza o wszechświecie się poszerza, dzięki nowym technologiom możemy zajrzeć dalej. Od niedawna dopiero udaje się obserwować planety o rozmiarze zbliżonym do Ziemi, a już dostajemy nowe zagadki. Teleskop Spitzera odnalazł ziemiopodobną planetę z atmosferą zaledwie 33 lata świetlne od nas. Problem w tym, że nie wygląda ona tak, jak według dotychczasowych teorii powinna. Według określeń samych astronomów, nie „smakuje" jak myśleliśmy, bo... nie zawiera metanu. Odkryta planeta, wielkości naszego Neptuna, otrzymała nazwę GJ 436b. Obiega ona niewielką, chłodną gwiazdę w konstelacji Lwa, rok na niej trwa niecałe trzy nasze dni. To najmniejsza dotąd odkryta planeta „posmakowana" teleskopem, więc zrozumiała jest radość astronomów: oznacza to, że przy użyciu większego teleskopu niż Spitzer będzie można badać jeszcze mniejsze planety i analizować ich skład chemiczny. Radość zamieniła się jednak w zmieszanie, kiedy okazało się, że nowy glob nie pasuje do teorii, wg której jego atmosfera powinna zawierać duże ilości metanu. Dlaczego astronomowie spodziewają się właśnie metanu? Metan w ziemskiej atmosferze powszechnie wytwarzany jest przez organizmy żywe, począwszy od bakterii, aż po ssaki. Jednak metan na nowo odkrytej planetce oczekiwany był dlatego, że tak podpowiada znana nam chemia. Większość znanych planet i innych obiektów, wliczając również „brązowe karły", czyli nieudane gwiazdy, zawiera duże ilości metanu. Metan znajdowany jest w każdym obiekcie o temperaturze nie większej niż tysiąc Kelvinów (około 730° Celsjusza). Tak przynajmniej było do tej pory. Atmosfera GJ 436b powinna zawierać w większości metan oraz niewielkie ilości tlenku węgla. To po prostu typowe związki węgla, jakie się normalnie tworzą w takich temperaturach. Analiza spektrum światła pokazała obecność tlenku węgla, ale ani śladu metanu! Teoretycy otrzymali w ten sposób nielichą zagadkę. Dotychczasowe teorie trzeba będzie niestety tworzyć na nowo. Na razie bezradnie drapiemy się po głowach - przyznają badacze. - Ale mamy przynajmniej świadomość, że nasze teoretyczne modele planet wymagają zdecydowanych poprawek. Zaczynamy jednak wreszcie dostawać rzeczywiste dane z odległych obiektów, to pozwoli nam zrozumieć, co się dzieje z ich atmosferami. GJ 436b odkryto analizując sposób, w jaki zakłóca ona docierające do nas światło swojej gwiazdy. Przy każdym obiegu raz planeta przechodzi przed tarczą słoneczną, raz się za nią chowa. Pozwala to określić jej rozmiary i skład chemiczny. Do tej pory w ten sposób odkrywano jedynie planety olbrzymy, o rozmiarach podobnych do naszego Jowisza. Udoskonalenie tej techniki pozwoli teraz na odkrywanie planet podobnych do Ziemi, na których może znajdować się życie. Dlatego zrozumienie, jak ewoluuje skład atmosfery i jak powstają i utrzymują się składniki pozwalające rozwijać się życiu - woda, tlen, węgiel - są takie ważne. Spitzer jest już nienowym teleskopem, który zakończył swoją podstawową misję, kiedy w 2009 roku skończyły mu się zapasy substancji chłodzącej aparaturę. Od tego czasu używany jest jedynie do rejestrowania obiektów w podczerwieni - w ten właśnie sposób odkrył on tę zaskakującą planetę.

Poza Układem Słonecznym po raz pierwszy odkryto ślady wody. Na jej obecność wskazują analizy obrazów przekazanych przez teleskop Hubble’a. Masa planety HD 209458b, na której odkryto życiodajny płyn, stanowi 0,7 masy Jowisza, a więc jest 220-krotnie bardziej masywna od Ziemi. Planeta (nieoficjalnie zwana Ozyrysem) znajduje się bardzo blisko swojej gwiazdy macierzystej. Długość jej orbity to zaledwie 1/8 orbity Merkurego i okrąża ona gwiazdę w ciągu 3,5 dnia. Bliskość gwiazdy powoduje, że na powierzchni HD 209458b panuje temperatura niemal 730 stopni Celsjusza. Planeta jest zaliczana do klasy "gorących Jowiszy" - pozasłonecznych gazowych olbrzymów, które znajdują się bardzo blisko gwiazdy macierzystej. Sama gwiazda macierzysta – HD 209458 – znajduje się w konstelacji Pegaza w odległości 150 lat świetlnych od Ziemi. Jest na tyle duża, że widać ją przez lornetkę. Planeta HD 209458b została odkryta w 1999 roku i jest jedną z niewielu pozasłonecznych planet, którą możemy obserwować jak przechodzi bezpośrednio przed tarczą swojej gwiazdy. W lutym naukowcy badali planetę za pomocą działającego na podczerwień teleskopu Spitzera. Po przeanalizowaniu wyników poinformowali, że w atmosferze nie ma śladów wody. Zaskoczyło to uczonych, gdyż spodziewali się, że w atmosferach pozasłonecznych planet powinno znajdować się dużo cząstek odparowanej wody. Ponowiono badania, tym razem za pomocą teleskopu Hubble’a. Analizy można było dokonać dzięki temu, że planeta, przechodząc przed swoją gwiazdą, przefiltrowała jej światło, a na podstawie jego analizy można stwierdzić, przez jakie ośrodki ono przeszło. Travis Barman z Lowell Observatory poinformował, że brak fali o długości 0,9 mikrona wskazuje, że w atmosferze HD 209458b znajduje się woda, gdyż światło o tej długości fali jest przez nią pochłaniane. Dla mnie to jasny dowód, że tam jest woda – mówi Barman. Myślę, że to pierwszy mocny dowód na istnienie wody na co najmniej jednej planecie poza Układem Słonecznym.