Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Złożone molekuły organiczne w kosmosie
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Poszukując życia na innych planetach naukowcy skupiają się na wodzie. Jest ona niezbędna dla życia na Ziemi, zatem jej obecność – lub przynajmniej warunki pozwalające na jej obecność – jest uważana za warunek sine qua non możliwości występowania życia na innych planetach. Badacze z MIT, Politechniki Wrocławskiej oraz innych uczelni proponują na łamach PNAS, by za ciała niebieskie zdolne do utrzymania życia uznać też i takie, na których mogą występować ciecze jonowe. A mogą one powstawać w warunkach, w jakich woda w stanie ciekłym nie może istnieć. Jeśli autorzy najnowszych badań mają rację, to liczba potencjalnych miejsc istnienia życia w przestrzeni kosmicznej może być znacznie większa, niż uważamy. Oczywiście nie będzie to takie życie, jakie znamy z Ziemi.
Ciecze jonowe to substancje chemiczne składające się z jonów. To sole, które pozostają w stanie płynnym w temperaturze poniżej 100 stopni Celsjusza. Ciecze takie mają bardzo niską prężność par, co oznacza, że niemal się nie ulatniają.
Z badań, w których brał udział doktor Janusz Pętkowski z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, wynika, że ciecze jonowe mogą z łatwością powstawać ze składników, których obecność jest spodziewana na niektórych planetach i księżycach. Badacze wykazali, że mieszanina kwasu siarkowego i niektórych składników organicznych zawierających azot, prowadzi do utworzenia cieczy jonowej. Kwas siarkowy jest emitowany przez wulkany, a składniki organiczne z azotem wykrywamy na asteroidach czy planetach, więc mogą być szeroko rozpowszechnione.
Jak już wspomnieliśmy, ciecze jonowe mają niską prężność par, mogą powstawać i pozostawać stabilne przy wyższych temperaturach i niższym ciśnieniu atmosferycznym niż woda w stanie ciekłym. Zatem na tych ciałach niebieskich, na których woda nie może powstać lub się utrzymać, mogą istnieć ciecze jonowe. A, jak zauważają badacze, w cieczach takich niektóre biomolekuły – jak pewne białka – mogą być stabilne. Kierująca pracami zespołu badawczego doktor Rachana Agrawal zauważa, że jeśli w poszukiwaniu pozaziemskiego życia uwzględnimy ciecze jonowe, znacząco zwiększymy ekosferę, czyli obszar wokół gwiazd, w którym może istnieć życie.
Badania nad cieczami jonowymi w kontekście istnienia życia rozpoczęto w związku z rozważaniem o obecności życia na Wenus. A raczej w górnych warstwach atmosfery, gdyż na powierzchni planety panuje temperatura rzędu 467 stopni Celsjusza, a ciśnienie atmosferyczne jest 90-krotnie większe niż na powierzchni Ziemi. Bardziej przyjazne warunki panują wśród chmur, w górnych warstwach atmosfery. Nie od dzisiaj mówi się o zorganizowaniu misji badawcza w te regiony.
Chmury na Wenus składają się głównie z kwasu siarkowego. Naukowcy z MIT prowadzą eksperymenty, których celem jest opracowanie technik zbierania i badania próbek podczas misji. Jeśli takie próbki zostałyby zebrane, zbadanie istniejących w nich związków organicznych będzie wymagało najpierw odparowania kwasi siarkowego. Badacze stworzyli więc pracujący przy niskim ciśnieniu układ, w którym odparowywali kwas siarkowy z roztworu kwasu i glicyny. Jednak za każdym razem, gdy usunęli większość kwasu, w urządzeniu pozostawała warstwa cieczy. Uczeni szybko zdali sobie sprawę, że kwas siarkowy przereagował z glicyną, tworząc ciecz jonową, która utrzymywała się w szerokim zakresie temperatur i ciśnienia. Wtedy też zespół Agrawal wpadł na pomysł, by sprawdzić, czy ciecze jonowe mogą powstawać i utrzymywać się na planetach, na których panują zbyt wysokie temperatury lub zbyt niskie ciśnienie, by utrzymała się na nich woda w stanie ciekłym.
Eksperymentatorzy przetestowali mieszaniny kwasu siarkowego z ponad 30 związkami organicznymi zawierającymi azot. Mieszaniny tworzyli m.in. na powierzchni skał bazaltowych, które istnieją na wielu planetach. Byliśmy zdumieni, w jak wielu różnych warunkach dochodzi do powstania cieczy jonowej. Jeśli umieścisz kwas siarkowy i związki organiczne na bazalcie, nadmiar kwasu siarkowego wsiąknie w bazalt, a na powierzchni pozostaną krople cieczy jonowej. Formowała się ona w każdych testowanych przez nas warunkach, mówi współautorka badań Sara Seager.
Ciecze jonowe powstawały w temperaturze do 180 stopni Celsjusza przy ekstremalnie niskim ciśnieniu. To oznacza, że mogą powszechnie występować na skalistych planetach czy księżycach. Wyobraźmy sobie planetę gorętsza od Ziemi, na której nie ma wody, a na której występuje, lub kiedyś występował, kwas siarkowy z aktywności wulkanicznej. Wystarczy, że ten kwas będzie miał kontakt ze związkiem organicznym. A związki te są powszechne w Układzie Słonecznym, wyjaśnia Seager. Tak utworzona ciecz jonowa może teoretycznie istnieć przez tysiąclecia, stając się oazą prostych form życia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dzięki Teleskopowi Webba (JWST) naukowcy odkryli najbardziej odległe od Ziemi złożone molekuły organiczne. Zostały one zarejestrowane w galaktyce znajdującej się ponad 12 miliardów lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Profesor Joaquin Vieira i świeżo upieczony magistrant Kedar Phadke połączyli siły z uczonymi z Texas A&M University oraz międzynarodową grupą badawczą, by odróżnić sygnały generowane w podczerwieni przez ziarna pyłu od sygnałów molekuł węglowodorów.
Pył absorbuje i ponownie emituje około połowy promieniowania gwiazd we wszechświecie, przez co promieniowanie podczerwone z odległych obiektów jest niezwykle słabe lub w ogóle niewykrywalne przez naziemne teleskopy, wyjaśnia Vieira. Dzięki olbrzymim możliwościom badawczym Teleskopu Webba oraz wykorzystaniu zjawiska soczewkowania grawitacyjnego można było jednak obserwować odległą galaktykę i badać jej spektrum emisji.
Badacze skierowali Teleskop Webba na obiekt SPT0418-47, który został wykryty przez South Pole Telescope i zidentyfikowany jako przesłonięta pyłem galaktyka. Odkrycia udało się dokonać dzięki temu, że doszło do soczewkowania grawitacyjnego, które powiększyło SPT0418-47 o 30-35 razy. Gdyby nie soczewkowanie grawitacyjne i dostęp do JWST, nigdy nie bylibyśmy w stanie analizować światła tej galaktyki z powodu zasłaniającego ją pyłu, mówi Vieira.
Dane spektroskopowe uzyskane przez Teleskop Webba wskazują, że SPT0418-47 zawiera ciężkie pierwiastki, co wskazuje, że powstały w niej i zginęły liczne gwiazdy. Jednak najbardziej interesujące były sygnatury wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (PAH). Na Ziemi związki te powstają m.in. w silnikach spalinowych czy w wyniku pożarów lasów. Molekuły te uznawane są cegiełki budujące najwcześniejsze formy życia.
Badania te pokazują nam, że jesteśmy w stanie obserwować struktury przesłonięte drobnym pyłem. Regiony, których przed epoką JWST nie mogliśmy badać. Dane spektroskopowe zdradzają nam skład atomowy i molekularny galaktyk, dostarczając ważnych informacji na temat ich powstawania i ewolucji, dodaje Phadke. Naukowcy przyznają, że nie spodziewali się zaobserwowania molekuł organicznych z tak olbrzymiej odległości. Ich zdaniem to pierwszy krok na drodze ku przyszłym przełomowym obserwacjom.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Grupa astronomów informuje o prawdopodobnym odkryciu pozostałości pierwszych gwiazd, jakie uformowały się po Wielkim Wybuchu. Uczeni wykorzystali innowacyjną metodę analizy odległego kwazaru, który badali za pomocą teleskopu Gemini North na Hawajach. Zauważyli niezwykłe proporcje pierwiastków, które – ich zdaniem – mogą pochodzić wyłącznie pozostałości po eksplozji gwiazd III populacji o masie 300-krotnie większej od masy Słońca.
Według obecnie obowiązujących poglądów, najstarsza generacja gwiazd, gwiazdy III populacji, mogła tworzyć się już około 100 milionów lat po powstaniu wszechświata. Były to bardzo masywne gwiazdy, które szybko ewoluowały i szybko kończyły życie. Uważa się, że były one zbudowane z wodoru i helu z niewielką domieszką litu. Silne promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez te gwiazdy miało spowodować takie zmiany w obłokach wodoru wypełniających wszechświat, że uniemożliwiło to ciągłe powstawanie gwiazd tej populacji. Z kolei eksplozje tych gwiazd wzbogaciły wszechświat w cięższe pierwiastki, przyczyniając się do powstania gwiazd II populacji.
Naukowcy od dziesięcioleci poszukiwali śladów gwiazd III populacji, ale dotychczas nie udało się ich znaleźć. Aż do teraz.
Japońsko-amerykański zespół analizował jeden z najbardziej odległych znanych nam kwazarów – ULAS J1342+0928 – i zauważył, że stosunek żelaza do magnezu w otaczających go chmurach jest ponad 10-krotnie większy niż w Słońcu. Zdaniem uczonych najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem tego fenomenu jest eksplozja gwiazdy III populacji, która wybuchła jako supernowa z niestabilności kreacji par. Dotychczas nie znamy żadnego nie budzącego wątpliwości przykładu takiej supernowej. Wiemy jednak, że mogą one powstawać w wyniku eksplozji gwiazdy o niskiej metaliczności i masie od 150 do 250 mas Słońca. Gwiazdy III populacji spełniają oba te warunki.
Supernowa z niestabilności kreacji par – w przeciwieństwie do innych typów supernowych – nie pozostawiają po sobie czarnej dziury czy gwiazdy neutronowej. Cała ich materia jest rozrzucana. Istnieją więc dwa sposoby, by dostrzec taką supernową. Pierwszy to zarejestrowanie momentu eksplozji. Drugi zaś to zidentyfikowanie w przestrzeni kosmicznej chemicznej sygnatury rozrzuconej przez nią materii.
Gemini to jeden z niewielu teleskopów, pozwalających na przeprowadzenie tego typu badań. Jest on wyposażony w Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS), który rozdziela światło na fale składowe, a z nich można wnioskować o pierwiastkach wchodzących w skład badanego obiektu. Jednak wnioskowanie na tej podstawie o ilości danego pierwiastka jest trudne, gdyż jasność poszczególnych linii spektrum światła zależy od wielu czynników, nie tylko od ilości pierwiastków.
Dwóch autorów badań, Yuzuru Yoshii oraz Hiroaki Sameshima z Uniwersytetu Tokijskiego opracowało więc nową metodę oceny ilości pierwiastków. Pokazała ona, że w badanym materiale jest zadziwiająco mało magnezu w stosunku do żelaza.
Stało się dla mnie oczywiste, że widzimy tutaj pozostałości po supernowej z niestabilności kreacji par gwiazdy III populacji, mówi Yoshii. Autorzy badań mówią, że ich odkrycie, dzięki wyjątkowemu stosunkowi ilości magnezu do żelaza, jest najsilniejszym z dotychczasowych dowodów na znalezienie pozostałości po supernowej z niestabilności kreacji par. Obecnie za najsilniejszy uznaje się dowód z badań przeprowadzonych w 2014 roku.
Jeśli rzeczywiście japońsko-amerykański zespół znalazł pozostałości gwiazdy III populacji, pozwoli nam to lepiej zrozumieć ewolucję wszechświata, powstawanie kolejnych populacji gwiazd czy pojawienie się życia. Teraz, gdy wiadomo czego i w jaki sposób szukać, odnalezienie kolejnych podobnych pozostałości powinno być łatwiejsze.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wyniki badań zespołu dr Montserrat Boady z Dexeus Women's Health w Barcelonie sugerują, że w przestrzeń kosmiczną mogłyby być wysyłane całkowicie żeńskie załogi. Na wyposażeniu musiałyby się tylko znajdować pojemniki z zamrożonymi plemnikami. Dzięki temu dałoby się zaludniać pozaziemskie kolonie. Hiszpanka wspomina też o bankach spermy zlokalizowanych poza Niebieską Planetą.
Rezultaty badań zaprezentowano na konferencji Europejskiego Towarzystwa Ludzkiej Reprodukcji w Wiedniu.
Niektóre badania sugerowały znaczący spadek ruchliwości próbek świeżych ludzkich plemników. Nic jednak nie wspominano o możliwych oddziaływaniach różnic [warunków] grawitacyjnych na zamrożone ludzkie gamety, a przecież to w takim stanie można by je transportować z Ziemi w przestrzeń kosmiczną.
Nic nie stoi na przeszkodzie, by zacząć się zastanawiać nad możliwością rozmnażania poza naszą planetą - dodaje Boada.
Podczas eksperymentów Hiszpanie posłużyli się ejakulatem 10 zdrowych dawców. Niektóre próbki wystawiano na oddziaływanie mikrograwitacji w samolotach do akrobacji powietrznych. Loty paraboliczne z wykorzystaniem samolotu Mudry CAP 10 przeprowadzono w Aeroclub Barcelona-Sabadell of Spain. CAP 10 wykonywał serię 20 manewrów parabolicznych; na każdą parabolę przypadało ok. 8 s mikrograwitacji. Później próbki zbadano pod kątem stężenia plemników, ruchliwości, morfologii i fragmentacji DNA.
Nie stwierdzono znaczących różnic między próbkami kontrolnymi i próbkami wystawianymi na działanie mikrograwitacji. Odnotowano 100% zgodność pod względem wskaźnika fragmentacji i żywotności oraz 90% zgodność pod względem stężenia i ruchliwości. Te niewielkie rozbieżności są zapewne związane z heterogenicznością próbek, a nie z ekspozycją na różne warunki grawitacyjne.
Brak różnic w cechach zamrożonych plemników [...] pozwala myśleć o bezpiecznym transporcie męskich gamet w kosmos i o możliwości utworzenia ludzkich banków spermy poza Ziemią.
Naukowcy dodają, że to na razie wstępne badania; należałoby je więc powtórzyć z większą liczbą próbek i dłuższym czasem ekspozycji.
Najlepszą opcją byłoby przeprowadzenie eksperymentu z wykorzystaniem prawdziwego statku, ale coś takiego bardzo trudno zrealizować.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ostatnich latach dzięki teleskopom kosmicznym udało się zidentyfikować nowe obszary powstawania gwiazd, znajdujące się na obrzeżach naszej Galaktyki. Te właśnie miejsca znajdują się w centrum zainteresowania astronomów z Centrum Astronomii UMK w Toruniu.
Populacja młodych gwiazd na obrzeżach naszej Galaktyki nie jest jeszcze dobrze poznana - przede wszystkim dlatego, że o ich istnieniu wiemy tak naprawdę od niedawna - opowiada w rozmowie z PAP dr Agata Karska, liderka zespołu, który prowadzi badania w ramach Grupy Astrofizyki Molekularnej działającej przy Centrum Astronomii Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu. Celem astronomów jest przede wszystkim potwierdzenie, że wspomniane obiekty naprawdę są protogwiazdami - czyli gwiazdami wciąż znajdującymi się w fazie budowy. Będziemy badać, w jaki sposób oddziałują one na otoczenie - i porównywać te wyniki z pobliskimi, znacznie lepiej nam znanymi obszarami - dodaje badaczka.
Jak podkreśla, warunki panujące na obrzeżach Galaktyki różnią się od tego, co obserwujemy bliżej centrum, również pod względem chemicznym. Daje nam to szansę lepszego zrozumienia, w jaki sposób powstawały gwiazdy, kiedy Wszechświat był młodszy. Czyli badając obiekty, które nie są tak naprawdę daleko, mamy wgląd w to, w jaki sposób te najdalsze obiekty powstawały - a przynajmniej kierunek, w jakim te zmiany mogły iść - stwierdza dr Karska.
Na obrzeżach Galaktyki materia jest znacznie bardziej rozrzedzona, niż w centrum, niższa jest też tam temperatura gazu. Toruńska grupa badawcza chce z kolei sprawdzić m.in., czy to samo dotyczy znajdującego się w tych rejonach pyłu kosmicznego. Okazuje się bowiem, że nie jest to oczywiste. Jak tłumaczy dr Karska, w Wielkim Obłoku Magellana - najbliższej nam galaktyce formującej gwiazdy - temperatura pyłu jest wyższa, niż w analogicznych obszarach w naszej Galaktyce. Przekłada się to na skład chemiczny powłok lodowych na ziarenkach pyłu i na pewno ma również wpływ na chemię ośrodka w fazie gazowej - podkreśla badaczka.
Najważniejsza dla grupy dr Karskiej jest jednak kwestia tzw. metaliczności - czyli zawartości pierwiastków cięższych niż wodór i hel w obszarach powstawania gwiazd. Chodzi o to, że metaliczność zwiększa się wraz z ewolucją Wszechświata: ciężkie pierwiastki powstają we wnętrzach gwiazd, więc późniejsze generacje gwiazd korzystają już z tego zasobu ciężkich pierwiastków, które zostały wygenerowane przez ich poprzedniczki.
We wczesnym Wszechświecie metaliczność była bardzo niska - niewiele gwiazd osiągnęło bowiem taki etap ewolucji, że było w stanie zasilić ośrodek międzygwiazdowy ciężkimi pierwiastkami. Tych zaczęło przybywać dopiero w miarę starzenia się gwiazd: ciężkie pierwiastki mogą pojawiać się w ośrodku międzygwiazdowym wskutek wybuchu supernowej lub poprzez wiatry gwiazdowe z czerwonych olbrzymów.
W zewnętrznych częściach Galaktyki rzeczywiście jest mniej gwiazd, niż w centrum, w związku z czym stopień wzbogacenia ośrodka w metale też jest mniejszy. To właśnie czyni ten region ciekawym obiektem badań - tłumaczy dr Karska.
Moment na podjęcie tego rodzaju badań jest szczególnie sprzyjający: nowe generacje teleskopów pozwalają bowiem badać indywidualnie nawet bardzo odległe gwiazdy. Dotychczas przy badaniu odległych obiektów obserwowało się cały wielki obłok molekularny lub jego fragment. Widoczne były wówczas przede wszystkim masywne obiekty i nie można było powiedzieć za wiele o obiektach mniejszych, takich jak protogwiazdy, które później staną się takimi gwiazdami jak nasze Słońce. Co prawda nadal nie możemy badać pojedynczych obiektów w innych galaktykach - ale już obserwacja pojedynczych gwiazd na skraju naszej Galaktyki jest jak najbardziej możliwa - stwierdza astronomka.
Dr Karska podkreśla przy tym, że Uniwersytet Mikołaja Kopernika, na którym zdecydowała się prowadzić nowe badania, jest dla nich idealnym miejscem. Astrochemia to taka nietypowa działka astronomii, gdzie kluczowe są nie tylko obserwacje gwiazd, ale też cała znajdująca się tam materia - gaz i pył. W Toruniu fizycy zajmują się w dużej mierze fizyką atomową i molekularną - co oznacza, że mamy na miejscu specjalistów mogących pomóc w interpretacji naszych wyników - mówi badaczka.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.