Para saintis yang bekerja dengan Teleskop Angkasa Hubble telah menemui molekul yang sangat kompleks di luar angkasa. Disebut Buckyballs, setelah pemikir terkenal Buckminster Fuller, mereka adalah susunan molekul 60 atom karbon (C60) dalam bentuk bola bola kasar. Walaupun ini bukan kali pertama molekul eksotik ini ditemukan di angkasa, ini adalah kali pertama ion Buckyball ditemui.
Buckyballs, (aka Buckminsterfullerenes) ditemui di Interstellar Medium (ISM,) bahan meresap dan radiasi yang ada di antara sistem suria. Oleh kerana ISM adalah sejenis perkara mendasar dari mana bintang dan planet akhirnya terbentuk, para astronom benar-benar berminat dengannya. Memahami kandungan ISM memberi penerangan mengenai kenaikan bintang, planet, dan akhirnya kehidupan itu sendiri.
"Pengesahan kami mengenai C60+ menunjukkan betapa kompleksnya astokimia, walaupun dalam ketumpatan paling rendah, persekitaran yang sangat kuat dengan sinaran ultraviolet di Galaxy. "
Martin Cordiner, Pengarang Utama, Pusat Penerbangan Angkasa Goddard
Pasukan di sebalik penemuan ini menerbitkan penemuan mereka dalam Astrophysical Journal Letters pada 22 April 2019. Makalah ini disebut "Confirming Interstellar C60 + Using the Hubble Space Telescope." Penulis utama adalah Martin Cordiner dari Universiti Katolik Amerika, yang ditempatkan di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland.
Di Bumi, saintis telah menemui C60 +, tetapi jarang berlaku. Mereka menemukannya di batu dan mineral, dan juga jelaga yang dihasilkan oleh pembakaran suhu tinggi. Menemukan bentuk C60 + yang terionisasi (dicas elektrik) di ISM sangat mengejutkan, kerana persekitarannya sangat keras.
Ruang C60 + diionisasi oleh bintang. Cahaya ultraviolet dari bintang menghilangkan elektron dari C60, yang meninggalkan molekul dengan muatan positif. Mencari molekul karbon kompleks di angkasa adalah satu langkah ke arah katalog perkara yang lebih lengkap di Interstellar Medium.
Kehidupan: Kerumitan Kimia Terunggul
"ISM yang tersebar secara historis dianggap terlalu keras dan renggang sebagai persekitaran untuk banyak molekul besar berlaku," kata penulis utama Cordiner dalam siaran pers. "Sebelum pengesanan C60, molekul terbesar yang diketahui di angkasa hanya berukuran 12 atom. Pengesahan kami mengenai C60+ menunjukkan betapa kompleksnya astokimia, walaupun dalam ketumpatan paling rendah, persekitaran yang sangat kuat dengan sinaran ultraviolet di Galaxy. "
"Dalam beberapa cara, kehidupan dapat dianggap sebagai yang paling rumit dalam kerumitan kimia."
Martin Cordiner, Pengarang Utama, Pusat Penerbangan Angkasa Goddard
Karbon adalah kunci kehidupan, sejauh yang kita ketahui. Ia banyak, dan dapat membentuk sebatian yang unik dan pelbagai. Karbon dapat membentuk molekul besar yang disebut polimer, pada suhu Bumi yang sama. Polimer adalah sekumpulan molekul dengan pelbagai sifat yang memainkan peranan penting dalam tisu hidup seperti protein dan DNA. Sukar untuk membayangkan hidup tanpa karbon.
Oleh kerana hidup didasarkan pada molekul yang mengandungi karbon, mencari molekul karbon kompleks seperti C60 + di angkasa adalah penemuan yang menarik. "Dalam beberapa cara, kehidupan dapat dianggap sebagai yang paling rumit dalam kerumitan kimia," kata Cordiner. "Kehadiran C60 dengan tegas menunjukkan tahap kerumitan kimia yang tinggi secara intrinsik ke persekitaran ruang, dan menunjukkan kemungkinan besar untuk molekul-molekul karbon yang sangat kompleks yang timbul secara spontan di angkasa. "
Kunci untuk mencari C60 + di ISM adalah apa yang dipanggil Diffuse Interstellar Bands (IDB.)
Bahan utama dalam ISM adalah suspek biasa: hidrogen dan helium. Tetapi terdapat banyak molekul kompleks lain yang tidak dikenali di ISM, dan satu-satunya cara untuk mencarinya adalah dengan mengkaji cahaya bintang yang melaluinya.
Unsur dan sebatian yang berbeza dalam ISM dapat menyekat atau menyerap panjang gelombang cahaya bintang tertentu. Dengan menggunakan spektrometri, saintis dapat memisahkan cahaya menjadi panjang gelombang yang berbeza dan memeriksanya. Dengan berbuat demikian, mereka dapat dengan tepat mengesan panjang gelombang yang tidak ada, dan menyimpulkan bahan kimia yang bertanggungjawab.
Di ISM, ini sukar. Di luar sana, corak penyerapan yang ditunjukkan oleh spektrometri merangkumi jarak cahaya yang jauh lebih luas, beberapa di antaranya sama sekali berbeza dengan yang dilihat di Bumi. Corak-corak tersebut disebut Diffuse Interstellar Bands, dan mereka pertama kali ditemui pada tahun 1922 oleh ahli astronomi Amerika, Mary Lea Heger.
Masalahnya adalah, untuk mengenal pasti sifat DIB di ruang angkasa, ia perlu dipadankan dengan yang dilihat di makmal. Tetapi ada berjuta-juta struktur molekul yang berbeza dan DIB yang berkaitan, jadi memerlukan masa yang lama untuk mengenal pasti semuanya.
"Hari ini, lebih daripada 400 DIB diketahui, tetapi (terlepas dari beberapa yang baru dikaitkan dengan C60+, tidak ada yang dikenal pasti, "kata Cordiner. "Bersama-sama, penampilan DIB menunjukkan adanya sejumlah besar molekul kaya karbon di ruang angkasa, beberapa di antaranya akhirnya dapat berpartisipasi dalam kimia yang menghidupkan. Walau bagaimanapun, komposisi dan ciri-ciri bahan ini tidak akan diketahui sehingga DIB yang tersisa ditugaskan. "
Para saintis telah menghabiskan beberapa dekad untuk mencari padanan makmal yang tepat untuk DIB.
Buckyballs Spot Hubble Yang Terhormat
Di sinilah Teleskop Angkasa Hubble yang terhormat masuk.
Pasukan di sebalik penyelidikan baru ini membandingkan corak penyerapan C60 + di makmal dengan DIB yang diamati oleh Hubble di Interstellar Medium. Kerja DIB makmal dilakukan oleh pasukan lain dari University of Basel, di Switzerland. Hubble dapat melihat data penyerapan C60 + dari hinggapnya di orbit, di mana wap air di atmosfer Bumi tidak dapat menyekatnya. Walaupun begitu, pasukan harus mendorong teleskop ruang di luar had kepekaannya.
Penemuan ion Buckyball di angkasa telah membuat pasukan lebih banyak bersukan. Pemikiran berjalan, jika molekul karbon kompleks ini terdapat di luar ISM, adakah yang lain? Untuk mengetahui, lebih banyak kerja makmal diperlukan dengan molekul karbon kompleks lain, untuk mengenal pasti DIB mereka supaya dapat dipadankan dengan pemerhatian masa depan ISM.
Buat masa ini, pasukan di sebalik kajian ini ingin terus mencari Buckyballs di angkasa, untuk melihat betapa biasa mereka. Pengarang utama Cordiner berpendapat bahawa, berdasarkan penemuan mereka setakat ini, C60 + tersebar luas di galaksi.
Apa maksudnya untuk penampilan dan evolusi kehidupan di Bumi dan di tempat lain ada di udara, tetapi ini adalah satu pertanyaan yang menarik.
Sumber:
- Siaran Akhbar: Hubble Menemukan "Bola Sepak Bola Elektrik" Kecil di Ruang Angkasa, Membantu Menyelesaikan Misteri Antarbintang
- Kertas Penyelidikan: Mengesahkan Interstellar C60 + Menggunakan Teleskop Angkasa Hubble
- Entri Wikipedia: Medium Antarbintang
- Entri Wikipedia: Karbon
