Z iskanjem diamantov v meteoritih so znanstveniki resno razmišljali o tem, kako bi se lahko pojavili v vesolju. Ta koncept izvajalcev prikazuje množico diamantov poleg vroče zvezde. Slika NASA / JPL-Caltech.
Diamanti so na Zemlji morda redki, a presenetljivo pogosti v vesolju - in super občutljive infrardeče oči NASA-jevega vesoljskega teleskopa so primerne za njihovo raziskovanje, pravijo znanstveniki v Nasinem raziskovalnem centru Ames v polju Moffett v Kaliforniji.
Z uporabo računalniških simulacij so raziskovalci razvili strategijo za iskanje diamantov v vesolju, ki so velikosti le nanometra (milijardo metra). Ti dragulji so približno 25.000 krat manjši od zrna peska, veliko premajhni za zaročni prstan. A astronomi verjamejo, da bi lahko ti drobni delci dali dragocen vpogled v to, kako se v kozmosu razvijajo molekule, bogate z ogljikom, osnovami življenja na Zemlji.
Znanstveniki so začeli resno razmišljati o prisotnosti diamantov v vesolju v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so študije meteoritov, ki so se strmoglavile na Zemljo, odkrile veliko drobnih diamantov velikosti nanometrov. Astronomi so ugotovili, da je 3 odstotka vsega ogljika, ki ga najdemo v meteoritih, v obliki nanodiamondov. Če so meteoriti odraz vsebnosti prahu v vesolju, izračuni kažejo, da bi samo gram prahu in plina v kozmičnem oblaku lahko vseboval kar 10.000 trilijonov nanodijamantov.
"Vprašanje, ki se nam vedno zastavlja, je, če so nanodiamondi v izobilju prostora, zakaj jih nismo videli pogosteje?" pravi Charles Bauschlicher iz Amesovega raziskovalnega centra. Opaženi so bili le dvakrat. "Resnica je, da preprosto nismo vedeli dovolj o njihovih infrardečih in elektronskih lastnostih, da bi zaznali njihov prstni odtis."
Za reševanje te dileme sta Bauschlicher in njegova raziskovalna skupina uporabila računalniško programsko opremo za simulacijo razmer medzvezdnega medija - prostora med zvezdami - napolnjenega z nanodiamondi. Ugotovili so, da ti vesoljski diamanti močno svetijo v območju infrardeče svetlobe od 3,4 do 3,5 mikrona in 6 do 10 mikronov, kjer je Spitzer še posebej občutljiv.
Astronomi bi morali imeti možnost videti nebesne diamante z iskanjem njihovih edinstvenih "infrardečih prstnih odtisov". Ko svetloba iz bližnje zvezde zapne molekulo, se njene vezi raztegnejo, zasukajo in upognejo, kar daje izrazito barvo infrardeče svetlobe. Tako kot prizma, ki beli svetlobo v mavrico, instrument Spitzers infrardeči spektrometer razbije infrardečo svetlobo na svoje sestavne dele, kar omogoča znanstvenikom, da vidijo svetlobni podpis vsake posamezne molekule.
Člani ekipe sumijo, da v vesolju še niso opazili več diamantov, ker astronomi s pravimi instrumenti niso iskali pravih mest. Diamanti so narejeni iz tesno vezanih atomov ogljika, zato je potrebno veliko energijske ultravijolične svetlobe, da se diamantne vezi upognejo in premaknejo, kar ustvari infrardeči prstni odtis. Tako so znanstveniki sklenili, da je najboljše mesto, da vidijo sijaj vesoljskih diamantov tik ob vroči zvezdi.
Ko astronomi ugotovijo, kje iskati nanodijamante, je še ena skrivnost, kako ugotoviti, kako se tvorijo v okolju medzvezdnega prostora.
"Vesoljski diamanti se oblikujejo v zelo drugačnih pogojih kot diamanti, ki nastajajo na Zemlji," pravi Louis Allamandola, tudi iz Amesa.
Opaža, da se diamanti na Zemlji tvorijo pod ogromnim pritiskom, globoko v notranjosti planeta, kjer so tudi temperature zelo visoke. Vesoljski diamanti pa najdemo v hladnih molekulskih oblakih, kjer so tlaki milijardkrat nižji, temperature pa pod minus 240 stopinj Celzija (minus 400 stopinj Fahrenheita).
"Zdaj ko vemo, kje iskati žareče nanodijamante, nam lahko infrardeči teleskopi, kot je Spitzer, pomagajo izvedeti več o njihovem življenju v vesolju," pravi Allamandola.
Dokument o tej temi Bauschlichers je bil sprejet za objavo v Astrophysical Journal. Allamandola je bil soavtor prispevka, skupaj z Yufei Liu, Alessandra Ricca in Andrejem L. Mattiodo, prav tako Ames.
NASA-jev laboratorij za reaktivni pogon, Pasadena, Kalifornija, upravlja misijo za vesoljski teleskop Spitzer za NASA-ino upravo za znanstveno misijo v Washingtonu. Znanstvene operacije potekajo v znanstvenem centru Spitzer na kalifornijskem tehnološkem inštitutu, prav tako v Pasadeni. Caltech upravlja JPL za NASA.