Odnaleziono brakujące kosmiczne żelazo?

Żelazo to jeden z najpowszechniejszych pierwiastków występujących w kosmosie - za lżejszymi pierwiastkami takimi jak wodór, węgiel czy tlen.

W postaci gazowej znajduje się wewnątrz gwiazd, a w stanie stałym we wnętrzach planet. Według obowiązujących modeli, gazowego żelaza powinno być również dużo w przestrzeni międzygwiezdnej.

Wykrywa się go jednak znikome ilości. To sugeruje, że brakująca część ukrywa się gdzieś w formie stałej, jako element chemicznych cząsteczek.

Niestety, miejsce, gdzie mogłoby znajdować się żelazo przez dekady pozostawało tajemnicą.

Zespół z Arizona State University twierdzi, że rozwiązał tę zagadkę. Zdaniem naukowców międzygwiezdne żelazo jest połączone ze złożonymi z węgla cząsteczkami tworząc łańcuchy - pseudokarbiny.

W obserwacjach z pomocą analizy reakcji danej substancji na światło (spektroskopii) wyglądają one podobnie, jak powszechne w przestrzeni inne cząsteczki złożone z węgla.

Jak twierdzą badacze z Arizony, żelazo może więc ukrywać się na widoku.

„Proponujemy istnienie nowej klasy cząsteczek, które prawdopodobnie są rozpowszechnione w międzygwiezdnym ośrodku” - mówi prof. Pilarisetty Tarakeshwar, współautor publikacji, która ukazała się na łamach „Astrophysical Journal”.

Badacze sprawdzili, że atomy żelaza mogą łączyć się z węglowymi łańcuchami, tworząc razem nowe cząsteczki.

Dodatkowo, w ekstremalnie niskiej temperaturze, jaką osiągają w przestrzeni, mają do nich przyłączać się kolejne węglowe cząsteczki, tworząc jeszcze większe molekuły.

„Obliczyliśmy, jak wyglądałyby spektra tak powstających cząsteczek i zobaczyliśmy, że ich spektroskopowa sygnatura jest niemal identyczna jak łańcuchów węglowych bez żelaza. Wcześniejsze obserwacje astrofizyczne mogły więc pominąć cząsteczki zbudowane z węgla i żelaza” - wyjaśnia prof. Tarakeshwar.

Uzyskane wyniki mogą rozwiązywać też inną zagadkę.

Otóż zbudowane z węgla łańcuchy są niestabilne, jeśli zawierają więcej niż dziewięć atomów. Jednak w przestrzeni takie właśnie struktury się obserwuje. Od dawna naukowcy zastanawiali się, jak to jest możliwe.

Dłuższe węglowe łańcuchy mogą być stabilizowane właśnie przez atomy żelaza. W ten sposób mogą w przestrzeni kosmicznej powstawać złożone cząsteczki, takie jak wielopierścieniowe węglowodory.

Jako przykład takiego związku badacze podają naftalen - tę samą substancję, którą stosuje się przeciw molom.

Duże, węglowe struktury mogą być różne.

„Nasza praca dostarcza nowych elementów pozwalających zapełnić lukę między cząsteczkami złożonymi z 9 lub mniejszej liczby atomów węgla a dużymi cząsteczkami, takimi jak fuleren Buckminstera C60, znany jako buckyballs” - twierdzi współautor badania prof. Frank Timmes.

Więcej informacji na stronie internetowej. 

(PAP)

mat/ agt/