Csillagközi molekulavadászat

586

A Tejútrendszerben lévő csillagok közötti látszólagos ürességet valójában változatos formájú – nagyrészt atomos és molekuláris gázból, valamint egy kevés porból álló – csillagközi (intersztelláris) anyag tölti ki. Az intersztelláris térben a molekuláris anyag nem egyenletes eloszlású, hanem nagyrészt óriási felhőkbe tömörülve található. A leggyakoribb csillagközi molekula a hidrogén, kisebb arányban van jelen a hélium és a szén-monoxid, de a felsoroltaknál jóval összetettebb alkotóelemek is léteznek az intersztelláris gázfelhőkben. Mostanra mintegy 150 különböző molekulát sikerült már azonosítani a Tejútrendszerben, melyek között komplex felépítésű, szerves – azaz szén- és hidrogénatomokat, valamint esetenként nitrogént, oxigént vagy egyéb atomokat, atomcsoportokat is tartalmazó – molekulák is találhatóak.

A csillagközi térben lévő molekulák detektálása a részecskék forgásához és alkotó atomjaik rezgéseihez kötődő apró energiaváltozás révén történik, a főként rádióhullámok tartományába eső sugárzások észlelésével. Az egyes molekulák jól meghatározott vonalsorozatok, ill. sávok alapján mutathatóak ki a felvett színképekben, de ezek beazonosítása korántsem egyszerű feladat. A zavaró tényezők (pl. az adatokban jelentkező "zaj", ill. esetenként a földi légkör hatásai) kiküszöbölése után a mérési eredményeket laboratóriumban előállított spektrumokkal hasonlítják össze, alapos és precíz modellezési eljárás során.

Az utóbbi évek egyik legsikeresebb molekulakereső programját a Nyugat-Virginiában (USA) található, mintegy száz méter átmérőjű rádiótávcső, a Robert C. Byrd Green Bank Telescope (röviden GBT) segítségével hajtották végre. A projektben résztvevő kutatók – A. Remijan (National Radio Astronomy Observatory) vezetésével – az elmúlt három évben több csillagközi gázfelhőben is találtak szerves molekulákat, sőt, tíz új intersztelláris molekulát is felfedeztek (ami a kutatási idő rövidségét tekintve eddig egyedülálló teljesítmény).

Montázs a Green Bank Rádiótávcsőről és  segítségével felfedezett, új molekulákról. Az egyes színek az alábbi atomoknak felelnek meg: szürke – szén, sárga – hidrogén, zöld – nitrogén, piros – oxigén. Az atomok közötti vonalak a kémiai kötések típusait jelzik (B. Saxton, NRAO/AUI/NSF).

Remijan és munkatársai az American Astronomical Society nemrégiben St. Louis-ban megrendezett ülésén tárták a szakma képviselői elé újabb, grandiózus tervüket. Az eddigi kutatások során a csillagászok mindig egy bizonyos molekula nyomait keresték az intersztelláris térben, Remijanék azonban változtatnának a jól megszokott módszeren. Elképzeléseik szerint a Green Bank Rádiótávcső segítségével, a 300 MHz és 50 GHz közé eső, széles tartományban vizsgálnák át galaxisunk egy-egy szűk tartományát, lehetőség szerint az adott területen lévő összes molekulatípust kimutatva! A vállalkozás azért jelent különösen nagy kihívást, mert a komplex vegyületek színképe meglehetősen összetett – most ráadásul nem csak egy adott molekula spektrális jellemzőit kell keresni, hanem a molekulafelhő teljes színképét analizálva kell meghatározni az alkotóelemek mibenlétét.

Ehhez a nagy teljesítményű, széles tartományú méréseket lehetővé tévő műszer mellett nagy méretű, az ismert molekulák összes lehetséges laboratóriumi modellspektrumát tartalmazó adatbázisokra, valamint fejlett adatfeldolgozó és modellezőprogramokra is szükség van. A tudomány napjainkra jutott el oda, hogy ezek a feltételek együttesen is rendelkezésre állnak, így a szakemberek belevághatnak a nagyléptékű kutatómunkába. A munkához megfelelő humánerőforrás is szükséges, ezért Remijan és kollégái azt tervezik, hogy az adatok és a szoftverek nagy része publikus lesz, így más kutatócsoportok is be tudnak kapcsolódni a programba.

Az egyik fő cél, hogy közvetlenül is sikerüljön kimutatni az élet alapköveinek tekintett aminosavakat a csillagközi anyagban. Meteoritokban és üstökösökben már találtak aminosavakat, az intersztelláris anyagban való jelenlétükre viszont egyelőre csak közvetett bizonyítékaink vannak (egészen pontosan a legegyszerűbb aminosavat, a glicint felépítő komplex molekulákat sikerült már detektálni néhány felhőben). Az új módszerrel lehetőség nyílhat a közvetlen detektálásra, ami egyúttal bizonyítékul szolgálhat arra is, hogy az ún. prebiotikus alkotóelemek már a csillagkeletkezés legelső, sűrű molekulafelhő fázisában jelen vannak, s később akár bolygók, üstökösmagok anyagába is beépülhetnek.

Az amerikai kutatócsoport vizsgálatainak első célpontja a Földtől mintegy 25 ezer fényévre lévő, Sagittarius B2(N) jelű felhő, melynek területén korábban már számos molekulát, köztük összetett szerves vegyületeket is kimutattak.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás