Under många århundraden lärde forskare mycket om de typer av förhållanden och element som gör livet möjligt här på jorden. Tack vare tillkomsten av modern astronomi har forskare sedan dess lärt sig att dessa element inte bara finns i andra stjärnsystem och delar av galaxen, utan också i det medium som kallas interstellar rymden.
Tänk på kol, det element som är viktigt för allt organiskt material och liv som vi känner till det. Detta livsförande element finns också i interstellärt damm, även om astronomer är inte säkra på hur rikligt det är. Enligt ny forskning från ett team av astronomer från Australien och Turkiet, finns mycket av kolet i vår galax i form av fettliknande molekyler.
Deras studie, "Alifatiskt kolväteinnehåll av interstellärt damm", dykte nyligen upp i Månadsmeddelanden från Royal Astronomical Society. Studien leddes av Gunay Banihan, professor från institutionen för astronomi och rymdvetenskap vid Erge University i Turkiet, och inkluderade medlemmar från flera avdelningar från University of New South Wales i Sydney (UNSW).
För deras studie försökte teamet bestämma exakt hur mycket av vår galax kol som är bundet i fettliknande molekyler. För närvarande antas det att hälften av det interstellära kolet finns i ren form, medan resten i bundet i antingen fettliknande alifatiska molekyler (kolatomer som bildar öppna kedjor) och malkullika liknande aromatiska molekyler (kolatomer som bildar plana omättade ringar).
För att bestämma hur rikliga fettliknande molekyler jämförs med aromatiska, skapade teamet material med samma egenskaper som interstellärt damm i ett laboratorium. Detta bestod av att återskapa processen där alifatiska föreningar syntetiseras i utflödet av kolstjärnor. De följde sedan upp detta genom att expandera den kolinnehållande plasma till ett vakuum vid låga temperaturer för att simulera det interstellära utrymmet.
Som prof. Tim Schmidt, från Australian Research Council Center of Excellence in Exciton Science i School of Chemistry vid UNSW Sydney och en medförfattare i tidningen, förklarade:
"Att kombinera våra laboratorieresultat med observationer från astronomiska observatorier gör det möjligt för oss att mäta mängden alifatiskt kol mellan oss och stjärnorna."
Med hjälp av magnetisk resonans och spektroskopi kunde de sedan bestämma hur starkt materialet absorberade ljus med en viss infraröd våglängd. Från detta fann teamet att det finns cirka 100 feta kolatomer för varje miljon väteatomer, vilket fungerar till ungefär hälften av det tillgängliga kolet mellan stjärnor. De utvidgade att för att inkludera hela Vintergatan bestämde de att det finns cirka 10 miljarder biljoner ton fettmaterial.
För att sätta det i perspektiv är det tillräckligt med fett för att fylla cirka 40 biljoner biljoner biljoner smör. Men som Schmidt antydde är detta fett långt ifrån ätbart.
”Det här rymdfettet är inte det du vill sprida på en skiva rostat bröd! Det är smutsigt, troligt giftigt och formar bara i miljön i det interstellära utrymmet (och vårt laboratorium). Det är också spännande att organiskt material av den här typen - material som integreras i planetariska system - är så rikligt. "
Med tanke på framtiden vill teamet nu bestämma överflödet av den andra typen av icke-rent kol, som är de mollbollliknande aromatiska molekylerna. Även här kommer teamet att återskapa molekylerna i en laboratoriemiljö med simuleringar. Genom att fastställa mängden av varje koltyp i interstellärt damm kommer de att kunna sätta begränsningar för hur mycket av detta element som finns tillgängligt i vår galax.
Detta i sin tur kommer att göra det möjligt för astronomer att avgöra exakt hur mycket av detta livsgivande element som finns tillgängligt, och kan också hjälpa till att belysa hur och var livet kan ta tag!
