Zachytená voda na hviezdnom prachu - správy z fyziky
Rodokmeň Mliečnej dráhy
Plne integrovaná kontrola nanodiamantov
Trochu bližšie k slnku
Vzdialenosti od hviezd
Čo žiari hviezdy
Jednosmerná ulica pre elektróny
Stovky výtlačkov Newtonovej knihy Philosophiae Naturalis Principia Mathematica nájdené v novom počte
Naša slnečná sústava sa sformovala za menej ako 200 000 rokov
Zdravý na Mars
Zachytená voda na hviezdnom prachu
Fyzikálne novinky z 22. 9. 2020 Astrofyzika Fyzika pevných látok
Astrofyzici z univerzity v Jene dokazujú, že prachové častice vo vesmíre sú zmiešané s ľadom.
Hmota medzi hviezdami v galaxii - takzvané medzihviezdne médium - pozostáva z plynu a predovšetkým z veľkého množstva prachu. V takomto prostredí niekedy začínali hviezdy a planéty. Pretože sa prachové častice môžu zhlukovať a rásť spolu, aby vytvorili nebeské telesá. Okrem toho na nich prebiehajú dôležité chemické procesy, z ktorých vznikajú zložité organické - možno až prebiotické - molekuly. Dôležitým predpokladom pre tieto procesy je však existencia vody. K tomu dochádza v obzvlášť chladnom kozmickom prostredí vo forme vodného ľadu. Doteraz ale nebolo jasné, ako súvisia ľad a prach v týchto oblastiach vesmíru. Výskumný tím z Univerzity Friedricha Schillera v Jene a Astronomického ústavu Maxa Plancka teraz preukázal, že prachové častice a ľad sú zmiešané.
A. Potapov, J. Bouwman, C. Jäger, Th. Henning Miešanie prachu a ľadu v chladných oblastiach a voda v pevnom stave v difúznom medzihviezdnom prostredí Prírodná astronómia
Lepšie modelovanie fyzikálno-chemických procesov vo vesmíre
„Doteraz sa nevedelo, či ľad a prach plávajú vedľa seba, nespojené, či vrstva ľadu obaľuje prachové častice alebo či sú obidve zmiešané,“ vysvetľuje Dr. Alexey Potapov z univerzity v Jene. „Porovnali sme spektrá laboratórne vyrobených kremičitanov, vodného ľadu a ich zmesí s astronomickými spektrami protohviezdnych škrupín a protoplanetárnych diskov. Zistili sme, že spektrá sú takmer zhodné, keď sa v týchto prostrediach zmieša silikátový prach a vodný ľad. “
Astrofyzici z nich čerpajú cenné informácie. „Musíme chápať rôzne fyzikálne podmienky v rôznych astronomických prostrediach, aby sme mohli lepšie modelovať fyzikálno-chemické procesy vo vesmíre,“ hovorí Potapov. Okrem toho by napríklad mohli lepšie odhadnúť množstvo materiálu a urobiť presnejšie výroky o teplotách v rôznych oblastiach medzihviezdneho a cirkulárneho média.
Zadržaná voda v prachu
Okrem toho prostredníctvom experimentov a porovnaní mohli vedci z univerzity v Jene pozorovať, čo sa stane s vodou, keď sa teploty zvýšia a ľad zmizne okolo 180 Kelvinov (-93 stupňov Celzia) alebo sa zmení na plynnú fázu a tuhú látku, s ktorými je spojené listy. „Niektoré molekuly vody sú tak silno viazané na silikát, že zostávajú na povrchu alebo vo vnútri prachových častíc,“ hovorí Alexey Potapov. „Máme podozrenie, že táto takzvaná„ zachytená voda “- teda zachytená voda - existuje aj v prachových časticiach vo vesmíre. Prinajmenšom to naznačuje porovnanie spektier získaných z laboratórnych testov so spektrami v takzvanom difúznom medzihviezdnom prostredí vesmíru. Dostali sme jasné náznaky, že tam uviaznuté molekuly vody existujú. ““
Existencia takejto pevnej vody naznačuje, že na časticiach prachu v difúznom medzihviezdnom prostredí sa dajú nájsť aj ďalšie zložité molekuly. Ak je na takejto častici voda, potom nie je napríklad cesta k zložitým organickým molekulám veľmi ďaleko. Je to tak preto, lebo prachové častice zvyčajne pozostávajú okrem iného z uhlíka, ktorý v kombinácii s vodou a pod vplyvom ultrafialového žiarenia, aké prevažuje v prostredí, podporuje tvorbu metanolu. Organická zlúčenina už bola v týchto oblastiach medzihviezdneho média pozorovaná - doteraz však nikto nevedel, odkiaľ pochádza.
Prítomnosť vody v pevnom skupenstve môže odpovedať aj na otázky týkajúce sa iného prvku: Aj keď je známe množstvo kyslíka v medzihviezdnom prostredí, zatiaľ sme nemali žiadne informácie o tom, kde sa nachádza presne jeho tretina. Nový výskum naznačuje, že tuhá voda v kremičitanoch je skrytým zásobníkom kyslíka.
Pomáha pevnej vode s tvorbou planéty?
„Zachytená voda“ môže navyše pomôcť pochopiť, ako prach rastie, pretože by mohla povzbudiť menšie častice, aby sa zlepili a vytvorili väčšie častice. Tento efekt môže dokonca pôsobiť pri formovaní planéty. „Ak je možné dokázať, že„ zachytená voda “existovala - alebo mohla existovať - v stavebných kameňoch Zeme, potom môžu dokonca vzniknúť nové odpovede na otázku, ako sa voda dostala na zem,“ hovorí Alexey Potapov. Ale zatiaľ sú to iba predpoklady, ktoré chcú jenskí vedci v budúcnosti sledovať.