Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na ile takie kosmiczne spektrometry są odporne na przekłamania spowodowane przez dodatkowe źródło światła na trasie badanego obiektu i jak sobie dają rade z efektem Dopplera? Męczy mnie to od pewnego czasu, niestety słabo znam angielski.Jeśli ktoś zna się na rzeczy prosiłbym o odpowiedz.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Na ile takie kosmiczne spektrometry są odporne na przekłamania spowodowane przez dodatkowe źródło światła na trasie badanego obiektu i jak sobie dają rade z efektem Dopplera? Męczy mnie to od pewnego czasu, niestety słabo znam angielski.Jeśli ktoś zna się na rzeczy prosiłbym o odpowiedz.

Jak mi sie wydaje do obserwacji okreslonych substancji w przestrzeni kosmicznej nie uzywa sie 'lornetki' tylko spektrometru, który pokazuje zawartosc i rodzaj zwiazkow chem. lub pierwiastkow wiec dodatkowe zrodlo swiatla nie ma nic do rzeczy. I nie mowimy o efekcie dopplera tylko o przesunieciu widma ku czerwieni (poczerwienienie).

 

Chyba...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przepraszam może nie wytłumaczyłem moich wątpliwości zbyt jasno. Tak wiem że do obserwacji określonych substancji w przestrzeni kosmicznej nie używa się "lornetki" ale też nie używa się takiego "normalnego" spektrometru.

 

Badany obiekt nie jest statyczny może wirować wokół jakiegoś źródła grawitacji tak więc może nastąpić przesunięcie ku czerwieni jak i ku fioletowi(nie wiem czy efekt Dopplera był by na tyle widoczny by miało to jakieś większe znaczenie).

 

W prostej linij między ziemią a badanym obiektem i dalej mogą znajdować inne obłoki gazów które także mogą wirować.

 

Sam obłok gazów może absorbować jak i emitować część widma jeśli będzie posiadał dostatecznie dużo energij tak więc może być dodatkowym nie pożądanym źródłem światła.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jak mi sie wydaje do obserwacji okreslonych substancji w przestrzeni kosmicznej nie uzywa sie 'lornetki' tylko spektrometru, który pokazuje zawartosc i rodzaj zwiazkow chem. lub pierwiastkow wiec dodatkowe zrodlo swiatla nie ma nic do rzeczy. I nie mowimy o efekcie dopplera tylko o przesunieciu widma ku czerwieni (poczerwienienie).

 

Chyba...

 

Efekt Dopplera ma wpływ, wszak cały kosmos się rozszerza (podobno) i wszystkie obiekty posiadają wobec siebie jakąś prędkość, więc obserwujemy przesunięcie długości fali, w stosunku do rzeczywistej emitowanej przez obiekt ( tzn takiej którą byśmy zaobserwowali gdybyśmy pozostawali w spoczynku względem badanego obiektu). Co do wirowania to wszystko zależy od tego jakie to jest wirowanie, jak szybko taki obiekt się obraca, być może można w takim wypadku jest możliwe zaobserwowanie pewnych przesunięć. Ale można moim zdaniem to prosto obejść, efekt Dopplera obserwujemy w momencie kiedy obiekt się oddala lub zbliża do detektora, skoro obiekt wiruje, to istnieje punkt (empirycznie położony najbliżej lub najdalej detektora) w którym obiekt nie oddala się od detektora ani się do niego nie zbliża.

Chociaż w praktyce to może wyglądać również tak, że robiony jest pełen skan obiektu i wtedy można badać widmo z dowolnego punktu takiego "zdjęcia". W ten sposób można by pewnie wyznaczyć również z jaką szybkością się taki obiekt obraca.

 

No i niestety widmo IR nie dostarcza nam informacji na temat składu, rodzaju i zawartości poszczególnych pierwiastków. W rzeczywistości dostarcza jedynie informacji o energii wiązań (lub konkretniej o oscylacjach tych wiązań), i na tej podstawie oraz kształtu pików jest dopasowywane co tam może być. Analiza jest prosta w momencie gdy posiadamy jednoskładnikową próbkę, jednak w momencie gdy mamy do czynienia z mieszaniną różnych związków sprawa nie wygląda już tak różowo i analiza przypomina składanie całej bułki z bułki tartej.

 

Co do samych spektrometrów wystawianych na orbitę, to poza oczywiście wyższą jakością wykonania i przystosowanie do próżni, niskiego ciśnienia i wszechobecnego promieniowania w zasadzie niczym się nie różnią od normalnego spektrometru z labolatorium.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niestety, nie mogę rozwiać wątpliwości co do ewentualnych zakłóceń. Zakładam jednak, że naukowcy wiedzą, co mówią. :D

Ciekawostka: jakiś czas temu doczytałem, że na przykład nie rozszyfrowano wszystkich informacji z badań spektrograficznych naszego własnego Słońca: wiele „pików” na spektrogramie wciąż nie ma przypisanych odpowiednich związków, ergo: nie wiemy jeszcze dokładnie, co tam w naszej gwieździe się znajduje.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Profesor Wuzong Zhou ze szkockiego Uniwersytetu św. Andrzeja odkrył, że podczas palenia świecy w każdej sekundzie w płomieniu powstaje ok. 1,5 mln nanocząstek diamentu.
      Świece wynaleziono ponad 2 tys. lat temu w starożytnych Chinach, trzeba było jednak współczesnego zakładu z kolegą po fachu, by rozszyfrować tajemnice związane z ich spalaniem. Kolega z innego uniwersytetu powiedział do mnie: "Nikt, oczywiście, nie wie, z czego tak naprawdę składa się płomień świecy". Odpowiedziałem mu, że nauka może ostatecznie wyjaśnić wszystko, dlatego postanowiłem spróbować.
      Podczas eksperymentów profesorowi asystował student Zixue Su. Dzięki technice próbkowania wynalezionej przez Zhou naukowcy byli w stanie pobrać cząstki z centralnej części płomienia. Dodajmy, że wcześniej nikomu się to jeszcze nie udało. Okazało się, że znajdowały się tam cztery odmiany alotropowe węgla: diament, grafit, węgiel amorficzny i fulereny (choć część naukowców podkreśla, że w przypadku tych ostatnich poprawnie za odmianę alotropową należy uznać kryształ fuleryt, który składa się z cząsteczek fulerenów). To spore zaskoczenie, ponieważ każda z form powstaje zazwyczaj w innych warunkach.
      W dolnej części płomienia występują węglowodory, które po drodze na szczyt ulegają w wyniku różnych reakcji przekształceniu w dwutlenek węgla. Co się jednak dokładnie dzieje w międzyczasie, chemicy nie wiedzieli. Zhou i Su ustalili, że w centrum płomienia znajdują się nanocząstki diamentów, fulereny, a także grafit i węgiel amorficzny.
      Akademicy z University of St Andrews uważają, że ich odkrycie może pozwolić opracować tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska metody pozyskiwania diamentów, które jak wiadomo, są cennym materiałem przemysłowym. Niestety, cząstki diamentu są spalane i przekształcane w dwutlenek węgla, ale nasze ustalenia na zawsze zmienią sposób, w jaki postrzegamy płomień świecy.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czy możliwe jest, żeby kopnięta sterta cegieł poukładała się sama, tworząc chodnik? Nie bardzo. Jeszcze mniej prawdopodobne jest, żeby cegły same utworzyły budynek. Tymczasem w skali nano jest to możliwe i uczyniono pierwszy krok ku takiej technologii.
      Cząsteczki chemiczne mają tę przewagę nad cegłami, że same się łączą w różne struktury. Trudno jednak zmusić je do tworzenia struktur takich, jakie byśmy chcieli. W dwóch wymiarach takie sztuczki już się udawały: kiedy w cienką warstwę jakiejś substancji wrzucamy odpowiednio dobraną cząsteczkę „gościnną", cząsteczki samorzutnie zorganizują się wokół takiego wtrącenia. Takie struktury jednak pozostawały zawsze dwuwymiarowe, a w nanotechnologii chcemy tworzyć struktury trójwymiarowe.
      Naukowcy z brytyjskiego University of Nottingham po czterech latach badań jako pierwsi osiągnęli przełom, zmuszając cząsteczki do samorzutnej organizacji w struktury trójwymiarowe. Udało im się to osiągnąć, pokrywając powierzchnię jednocząsteczkową warstwą molekuł kwasu tetrakarboksylowego i wrzucając w nią cząsteczki fulerenu C60(tzw. buckyball, sferyczna, pusta w środku cząsteczka złożona z 60 atomów węgla). Cząsteczki kwasu automatycznie organizują się wokół boków kulistego fulerenu. To sposób na tworzenie dodatkowych warstw cząsteczek i znaczący krok w kierunku samoorganizujących się nanostruktur.
      Nie jest to pierwsze osiągnięcie profesora Neila Champnessa i jego zespołu. Wcześniej odkryli oni, jak wykorzystać wiązania wodorowe do łączenia cząstek DNA w molekularne struktury, a niedawno opublikowali studium opisujące, jak nieregularne cząsteczki są adsorbowane na strukturach powierzchniowych.
      Studium na temat tworzenia trójwymiarowych, samoorganizujących się struktur ukazało się w prestiżowym periodyku Nature Chemistry.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Poszukiwanie nadprzewodników pracujących w jak najwyższych temperaturach to olbrzymia gałąź nauki. Marzeniem każdego badacza na tym polu jest wynalezienie materiału oferującego nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej, zamiast w ultraniskich temperaturach. Jednak każdy stopień wyżej to już sukces technologiczny, pozwalający potencjalnie obniżyć koszty funkcjonowania wielu urządzeń. A także, oczywiście, przybliżający nas do zrozumienia tego zjawiska.
      Odkrycie dokonane przez naukowców z uniwersytetów w Liverpoolu i Durham można chyba określić jako prawdziwy przełom. Otwiera ono drzwi do całkiem nowego podejścia. Cudownym środkiem był znów pierwiastek, który od parunastu lat rewolucjonizuje kolejne dziedziny technologii: węgiel. A dokładnie: fulereny, czyli stworzone z atomów węgla mikroskopijne sfery.
      Przy wykorzystaniu infrastruktury Europejskiego Ośrodka Synchrotronu Atomowego w Grenoble, a dokładniej urządzeń ISIS oraz Diamond z Rutherford Appleton Laboratory (RAL) stworzyli oni hybrydowy materiał złożony z atomów metali oraz najprostszych fulerenowych kulek C60 (złożonych z sześćdziesięciu atomów węgla, pierwszych, jakie odkryto i najpowszechniejszych). Stworzony materiał ścisnęli, powodując zmiany jego struktury, uzyskując jego nadprzewodnictwo w wysokiej temperaturze.
      Jak mówi dr Peter Baker, naukowiec operujący urządzeniem ISIS: odkrycie pozwala domniemać, że istnieje pewien ogólny trend w wysokotemperaturowych nadprzewodnikach. To wielki krok naprzód w w zrozumieniu podstaw działania nadprzewodników. Wiedza, jak właściwie funkcjonuje nadprzewodnictwo pozwoliłoby takie materiały tworzyć łatwiej, nadając im określone, pożądane przez nas właściwości. To otwarcie drzwi do nowych zastosowań i bezstratnego przesyłania energii.
      Przykładowe zastosowanie wynalazku to możliwość udoskonalenia konstrukcji aparatury do funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (MRI). Taki aparat zawiera olbrzymi magnes, który dla zachowania nadprzewodnictwa musi być zanurzony w ciekłym helu, który utrzymuje temperaturę -270 stopni Celsjusza. Możliwość zrezygnowania z drogiego i kłopotliwego chłodzenia bardzo obniżyłaby koszty i zwiększyła dostępność tej diagnostyki.
      Ważną zaletą odkrycia, co podkreślają autorzy odkrycia Matthew Rosseinsky i Kosmas Prassides, jest możliwość łatwych prac nad różnymi wersjami nowego materiału. Eksperymentowanie z różnymi metalami i związkami metali, różnymi wersjami fulerenów, ciśnieniem i innymi parametrami być może pozwoli nie tylko odkryć lepsze materiały, ale zrozumieć: jak i dlaczego to właściwie działa.
×
×
  • Create New...