1985 yılında keşfedilen ve Nobel Ödülü’ne layık görülen Fullerenler, uzaydaki varlıkları ve karmaşık molekülleri taşıma potansiyelleri nedeniyle evrenin organik madde organizasyonunu anlamaya yardımcı olabilecek kararlı karbon molekülleridir. Yukarıdaki görüntü, astrofotoğrafçı Dr. Robert Gendler ve John Bozeman tarafından çekilen M57 gezegenimsi bulutsunun merkezini göstermektedir. Kredi bilgileri: NASA/ESA
Fullerenler, dayanıklılıklarıyla bilinen büyük, karmaşık karbon molekülleridir. Atomları, değişen altıgenler ve beşgenlerden oluşan bir desene sahip üç boyutlu küresel yapılarda düzenlenmiştir. Bu düzenleme, C60 fullerenlerde futbol topuna, C70 fullerenlerde ise ragbi topuna benzemektedir.
Bu moleküller 1985 yılında laboratuvarda keşfedildi ve bu moleküller, 11 yıl sonra üç kaşifine Nobel Kimya Ödülü’nü kazandırdı. O zamandan bu yana, uzayda, özellikle de yıldızların dış katmanlarından sonlara doğru dışarı atılan, gezegenimsi bulutsular adı verilen, Güneş büyüklüğündeki yaşlı, ölmekte olan yıldızların etrafındaki gaz bulutlarında, onların varlığına dair pek çok gözlemsel kanıt örneği ortaya çıktı. hayatlarının.
Bu moleküller oldukça kararlı ve yok edilmesi zor olduğundan, fullerenlerin diğer moleküller ve atomlar için kafes görevi görebileceği, böylece karmaşık molekülleri Dünya’ya getirip yaşamın başlamasına ivme kazandırabilecekleri düşünülüyor. Dolayısıyla onların çalışması, evrendeki organik materyalin organizasyonunda rol alan temel fiziksel süreçlerin anlaşılması açısından önemlidir.
Bilinmeyen bir kimyasal ayak izi
Spektroskopi, uzayda fullerenlerin aranması ve tanımlanması için gereklidir. Spektroskopi, atom ve moleküllerin bize ulaşan ışık üzerinde bıraktığı kimyasal ayak izlerini analiz ederek evreni oluşturan materyali incelememize olanak sağlar.
Tamamen IAC’nin öncülüğünde yürütülen yeni bir çalışma, daha önce uzaydaki teleskoplardan, Tc1 gezegenimsi bulutsusu’ndan elde edilen kızılötesi spektroskopik verileri analiz etti. Bu spektrumlar, fullerenlerin varlığını gösteren spektral çizgileri gösterir, ancak aynı zamanda Güneş Sistemindeki küçük cisimlerden uzak galaksilere kadar evrende yaygın olarak tespit edilen daha geniş kızılötesi bantları (İngilizce baş harfleri UIR) de gösterir.
“Kimyasalın tanımlanması türler Evrende yaygın olarak bulunan bu kızılötesi emisyona neden olan şey, astrokimyasal bir gizemdi, ancak her zaman yaşamın temel unsurlarından biri olan karbon açısından zengin olduğu düşünülüyordu” diye açıklıyor IAC araştırmacısı Marco A. Gómez Muñoz. bu çalışmaya öncülük etti.
Fullerenler için yeni bir köken
Bu gizemli bantları tanımlamak için araştırma ekibi, gezegenimsi bulutsu Tc 1’in kızılötesi emisyonunu yeniden üretti. Emisyon bantlarının analizi, amorf hidrojene karbon (HAC) taneciklerinin varlığını gösterdi. Ölmekte olan yıldızların zarflarında oldukça bol miktarda bulunan, oldukça düzensiz bir durumdaki bu karbon ve hidrojen bileşikleri, bu nebulanın kızılötesi emisyonunu açıklayabilir.
“İlk kez, laboratuvar deneylerinden elde edilen HAC optik sabitlerini fotoiyonizasyon modelleriyle birleştirdik ve bunu yaparak fullerenler açısından çok zengin olan gezegenimsi bulutsu Tc 1’in kızılötesi emisyonunu yeniden ürettik”, diye açıklıyor Domingo Anibal García Hernández, IAC araştırmacısı ve makalenin ortak yazarıdır.
Araştırma ekibine göre, aynı HAC ve fulleren nesnesinin varlığı, fullerenlerin, toz taneciklerinin yok edilmesi sürecinde, örneğin görünür ışıktan çok daha enerjik olan ultraviyole radyasyonla etkileşime girerek oluşmuş olabileceği teorisini destekliyor. .
Bu sonuçla bilim insanları, laboratuvar kimyası ve astrofizik arasındaki işbirliğine dayalı gelecekteki araştırmaların yolunu açmış oldu. Gómez Muñoz şu sonuca varıyor: “Çalışmamız, disiplinlerarası bilimin ve teknolojinin astrofizik ve astrokimyada temel ilerlemeler sağlama konusundaki büyük potansiyelini açıkça gösteriyor.”
Referans: MA Gómez-Muñoz, DA García-Hernández, R. Barzaga, A. Manchado ve T. Huertas- tarafından yazılan “Fuleren gezegenimsi bulutsu Tc 1’deki 9–13 μm plato özelliğinin alternatif taşıyıcısı olarak hidrojenlenmiş amorf karbon taneleri” Roldán, 21 Şubat 2024, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202349087