Lehetséges, hogy a tudósok éppen a csillagokból, valamint a csillagközi por- és gázfelhőkből észlelt titokzatos infravörös izzás forrásának nyomára bukkantak.
Ezek az azonosítatlan infravörös sugárzás (UIE) szalagok évtizedek óta zavarba ejtik a tudósokat; egy elméleti új munka szerint ezeknek a sávoknak legalább egy része előállítható erősen ionizált buckminsterfullerénnel, közismertebb nevén buckyballokkal.
“Rendkívül megtiszteltetés számomra, hogy részt vehettem a Dr. Sadjadi által végzett elképesztően összetett kvantumkémiai tanulmányokban, amelyek ezekhez a nagyon izgalmas eredményekhez vezettek” – mondta Quentin Parker asztrofizikus, a Hongkongi Egyetem Űrkutatási Laboratóriumának kongi munkatársa.
“Először arra az elméleti bizonyítékra vonatkoznak, hogy a Fullerén – Carbon 60 – nagyon magas ionizációs szintig képes túlélni, és most ez a munka azt mutatja, hogy az ilyen fajok infravörös emissziós jelei kiválóan illeszkednek az ismert legjelentősebb azonosítatlan infravörös emissziós jellemzők közé. Ez segíteni fog a kutatás ezen területének újjáélesztésében.
Buckminsterfullerene (C60) egy molekula, amely 60 szénatomból áll, amelyek futball- vagy futballlabda alakban vannak elrendezve. Itt a Földön a természetben a koromban, a szerves anyagok égéséből visszamaradt szénmaradványban fordul elő.
Az űrben a molekulát csak nemrég mutatták ki pozitívan: 2010-ben egy ködben, 2012-ben a csillagot körülvevő gázban, 2019-ben pedig az „üres” térbe sodródó ritka gázban találták meg. a csillagok.
Nem világos, hogy pontosan hogyan kerültek oda a buckyball-ok, bár a legújabb kutatások azt sugallják, hogy (mint jó néhány más dolgot is) haldokló csillagok kovácsolták őket. Megérkezésük óta azonban a tudósokat lenyűgözte, hogy megvizsgálják tulajdonságaikat, és azt, hogy mi történhet velük a nagy univerzumban.
Korábban Parker és kollégája, SeyedAbdolreza Sadjadi asztrofizikus, szintén az Űrkutatási Laboratóriumból kimutatták, hogy a buckyballok képesek ellenállni a zord űrviszonyoknak.
Különösen erősen ionizálódhatnak – az elektronok hozzáadásának vagy eltávolításának folyamata. Akár 26 elektront is le lehet vonni egy buckyballból, mielőtt összeesne.
A kutatás nem terjedt ki azokra a változásokra, amelyeket az ionizációs szint okozna a buckyball-golyók által kibocsátott fényben. Sadjadi, Parker és kollégáik, Chih-Hao Hsia és Yong Zhang, akik szintén az Űrkutatási Laboratórium tagjai, nekiláttak a vizsgálatnak.
Kvantumkémiai számítások sorozatát végezték el, hogy meghatározzák azokat a hullámhosszakat, amelyeken ezek a molekulák láthatók.
Ezután hat objektum, köztük csillagok és ködök infravörös megfigyeléseivel hasonlították össze eredményeiket. A kutatók szerint az eredmények egyszerre érdekesek és provokatívak.
A csapat megállapította, hogy az ionizált buckyballok valószínűleg közép-infravörös fényt bocsátanak ki az UIE-hez kapcsolódó kulcsfontosságú hullámhosszokon – 11,21, 16,40 és 20-21 mikrométeren.
Még ennél is lényegesebb, hogy az 1-6 elektront eltávolított buckyballok emissziója nagyon könnyen megkülönböztethető egy másik típusú szénmolekula, a policiklusos aromás szénhidrogének vagy PAH-ok infravörös emissziójától, amelyek a 6,2 mikrométeres sávhoz kapcsolódnak.
Mivel a PAH-ok az UIE másik hordozójelöltjei, ez azt jelenti, hogy a buckyballok nemcsak erős jelöltek, hanem könnyen megkülönböztethetők a többi potenciális hordozótól.
A csapat úgy véli, hogy ez a kutatás határozottan alátámasztja a jövőbeni megfigyeléseket a közép-infravörös hullámhossz-tartományban, hogy segítsen észlelni és azonosítani az ionizált buckminsterfullerénhez kapcsolódó UIE-t.
“Első írásunkban elméletileg megmutattuk, hogy az erősen ionizált fullerének létezhetnek, és túlélhetik az űr zord és kaotikus környezetét. Ez olyan, mintha azt kérdeznénk, mennyi levegőt tudsz kinyomni egy futballlabdából, és a labda még mindig megtartja.” – mondta Sadjadi. .
“Ebben a cikkben együttműködtünk két másik vezető asztrofizikussal és bolygótudóssal… hogy meghatározzuk egy égi szimfónia molekuláris rezgési hangjait, vagyis azokat a spektrális jellemzőket, amelyeket ezek az ionizált buckyballok játszanak/termelnek. Ezután vadászni indultunk. nekik az űrben, és megmutatták, hogy feljegyzéseik/aláírásaik könnyen megkülönböztethetők a PAH-októl.”
A kutatás ben jelent meg Az Astrophysical Journal.
.