Διάστημα: Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το MIT ανακάλυψε μεγάλες ποσότητες πυρενίου, ενός σύνθετου μόριου πλούσιου σε άνθρακα, σε ένα μακρινό διαστρικό νέφος. Αυτή η ανακάλυψη δίνει νέες πληροφορίες για την προέλευση του άνθρακα στο ηλιακό μας σύστημα, ενισχύοντας θεωρίες σχετικά με τα μοριακά στοιχεία που συνέβαλαν στον σχηματισμό του.
Το διαστρικό αυτό νέφος, γνωστό ως TMC-1, αποτελείται από ένα μείγμα σκόνης και αερίου παρόμοιο με αυτό που σχημάτισε το δικό μας ηλιακό σύστημα. Η παρουσία πυρενίου σε αυτό το περιβάλλον δείχνει ότι μπορεί να είχε κρίσιμο ρόλο στον εμπλουτισμό του ηλιακού συστήματος με άνθρακα. Αυτή η ιδέα επιβεβαιώνεται από πρόσφατα ευρήματα πυρενίου σε δείγματα από τον αστεροειδή Ryugu, τα οποία έφερε στη Γη η αποστολή Hayabusa2 από την Ιαπωνία.
«Ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στον σχηματισμό άστρων και πλανητών είναι το πόσο από το αρχικό χημικό απόθεμα των μοριακών νεφών συμβάλλει στα βασικά συστατικά του ηλιακού μας συστήματος», εξηγεί ο Brett McGuire, επίκουρος καθηγητής χημείας στο MIT. «Μελετώντας την αρχή και το τέλος του κύκλου ζωής αυτών των μορίων, βλέπουμε πως το υλικό από το πρώιμο μοριακό νέφος ενσωματώνεται τελικά στα βραχώδη σώματα του ηλιακού μας συστήματος».
Η ανίχνευση πυρενίου στο διάστημα είναι πολύπλοκη, καθώς η συμμετρική δομή του το καθιστά αόρατο στις παραδοσιακές ραδιοαστρονομικές μεθόδους. Για να ξεπεράσουν αυτή την πρόκληση, οι ερευνητές αναζήτησαν κυανοπυρένιο, μια παραλλαγή του πυρενίου που περιέχει κυανίδιο, συγκρίνοντάς το με την εργαστηριακή υπογραφή του. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Green Bank στη Δυτική Βιρτζίνια, εντόπισαν αυτά τα σήματα μέσα στο TMC-1, βασιζόμενοι και σε προηγούμενες ανακαλύψεις παρόμοιων μορίων, όπως το βενζονιτρίλιο και το κυανοναφθαλίνιο.
Τα ευρήματα έδειξαν ότι το κυανοπυρένιο αντιπροσωπεύει περίπου το 0,1% του άνθρακα στο TMC-1. Αν και φαινομενικά μικρό, αυτό το ποσοστό είναι σημαντικό, δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα στο διάστημα παγιδεύεται στο μονοξείδιο του άνθρακα (CO). «Αν παραβλέψουμε το CO, περίπου ένα στα εκατοντάδες άτομα άνθρακα βρίσκεται σε πυρένιο», σημειώνει ο McGuire. «Αυτή είναι μια τεράστια δεξαμενή άνθρακα, ένας διαστρικός πυρήνας σταθερότητας».
Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί το τρίτο μεγαλύτερο μόριο που έχει βρεθεί στο διάστημα και το μεγαλύτερο που εντοπίστηκε μέσω ραδιοαστρονομίας. Διαστρικά νέφη, όπως το TMC-1, είναι ικανά να σχηματίζουν άστρα και πλανητικά συστήματα καθώς συγκεντρώνονται σε σκόνη και αέριο, σχηματίζοντας νέα ουράνια σώματα. Η παρουσία του πυρενίου σε τέτοια νέφη, καθώς και στον αστεροειδή Ryugu, υποδεικνύει ότι ενώσεις πλούσιες σε άνθρακα μπορεί να παίζουν ρόλο στον σχηματισμό πλανητικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας.
«Πλέον, έχουμε την πιο ισχυρή απόδειξη αυτής της μοριακής συνέχειας από τα ψυχρά νέφη μέχρι τα στερεά σώματα του ηλιακού συστήματος», δηλώνει ο McGuire. Η ομάδα σχεδιάζει να εξετάσει την ύπαρξη ακόμη μεγαλύτερων μορίων στο TMC-1 για να κατανοήσει καλύτερα τις πρώιμες χημικές διαδικασίες που οδηγούν στον σχηματισμό των αστρικών συστημάτων.
Παράλληλα, οι ερευνητές διερευνούν εάν το πυρένιο σχηματίστηκε στο TMC-1 ή αν προήλθε από άλλες περιοχές του σύμπαντος, μεταφερόμενο από αστρικά φαινόμενα υψηλής ενέργειας. Αυτή η μελέτη όχι μόνο συμβάλλει στην κατανόηση του ρόλου του άνθρακα στον σχηματισμό των πλανητικών συστημάτων, αλλά ανοίγει και νέους δρόμους για την έρευνα της μοριακής προέλευσης της ζωής στο σύμπαν. Με κάθε τέτοια ανακάλυψη, ερχόμαστε πιο κοντά στην κατανόηση των χημικών δεσμών που συνδέουν τα διαστρικά νέφη με την εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science εδώ.