Găsirea de diamante în meteoriți i-a făcut pe oamenii de știință să se gândească serios la modul în care acestea ar putea apărea în spațiu. Acest concept de artiști arată o multitudine de diamante lângă o stea fierbinte. Imagine de NASA / JPL-Caltech.
Diamantele pot fi rare pe Pământ, dar surprinzător de frecvente în spațiu - iar ochii infraroșu super-sensibili ai telescopului spațial Spitzer de la NASA sunt perfecti pentru a-i cerceta, spun oamenii de știință de la Centrul de cercetare NASA din Moffett Field, Calif.
Folosind simulări computerizate, cercetătorii au dezvoltat o strategie pentru găsirea de diamante în spațiu care au doar o dimensiune de nanometru (o miliardime de metru). Aceste pietre sunt de aproximativ 25.000 de ori mai mici decât un bob de nisip, mult prea mic pentru un inel de logodnă. Astronomii cred însă că aceste particule minuscule ar putea oferi informații valoroase despre modul în care moleculele bogate în carbon, baza vieții pe Pământ, se dezvoltă în cosmos.
Oamenii de știință au început să ia în considerare în mod serios prezența diamantelor în spațiu în anii 1980, când studiile asupra meteoritelor care s-au prăbușit pe Pământ au relevat o mulțime de diamante minuscule de dimensiuni nanometrice. Astronomii au stabilit că 3 la sută din tot carbonul găsit la meteoriți a venit sub forma nanodiamondelor. Dacă meteoriții sunt o reflectare a conținutului de praf din spațiul exterior, calculele arată că doar un gram de praf și gaz într-un nor cosmic ar putea conține până la 10.000 trilioane de nanodiamonje.
"Întrebarea pe care ne-o punem întotdeauna este, dacă nanodiamondele sunt abundente în spațiu, de ce nu le-am văzut mai des?" spune Charles Bauschlicher de la Centrul de cercetare Ames. Au fost reperați doar de două ori. "Adevărul este că nu știam suficient de multe despre proprietățile lor infraroșii și electronice pentru a le detecta amprenta."
Pentru a rezolva această dilemă, Bauschlicher și echipa sa de cercetare au folosit programe informatice pentru a simula condițiile mediului interstelar - spațiul dintre stele - umplut cu nanodiamondele. Ei au descoperit că aceste diamante spațiale strălucesc strălucitor la raze de lumină infraroșie de 3,4 până la 3,5 microni și 6-10 microni, unde Spitzer este deosebit de sensibil.
Astronomii ar trebui să poată vedea diamante cerești, căutându-și „amprentele infraroșii” unice. Atunci când lumina dintr-o stea din apropiere aruncă o moleculă, legăturile ei se întind, se răsucesc și se flexează, dând o culoare distinctivă a luminii infraroșii. Ca o prismă care sparge lumina albă într-un curcubeu, instrumentul de spectrometru cu infraroșu Spitzers sparge lumina infraroșie în părțile sale componente, permițând oamenilor de știință să vadă semnătura luminoasă a fiecărei molecule individuale.
Membrii echipei suspectează că mai multe diamante nu au fost depistate încă în spațiu, deoarece astronomii nu au căutat în locurile potrivite cu instrumentele potrivite. Diamantele sunt formate din atomi de carbon strâns legați, astfel încât este nevoie de multă lumină ultravioletă de mare energie pentru a determina legăturile diamantate să se îndoaie și să se miște, producând o amprentă infraroșie. Astfel, oamenii de știință au ajuns la concluzia că cel mai bun loc pentru a vedea strălucirea unui diamant spațial este chiar lângă o stea fierbinte.
Odată ce astronomii își dau seama unde să caute nanodiamondele, un alt mister este să-și dea seama cum se formează în mediul spațiului interstelar.
„Diamantele spațiale sunt formate în condiții foarte diferite decât diamantele sunt formate pe Pământ”, spune Louis Allamandola, tot din Ames.
El observă că diamantele de pe Pământ se formează sub o presiune imensă, adânc în interiorul planetei, unde temperaturile sunt de asemenea foarte ridicate. Cu toate acestea, diamantele spațiale se găsesc în nori moleculari reci, unde presiunile sunt de miliarde de ori mai mici și temperaturile sunt sub minus 240 de grade Celsius (minus 400 de grade Fahrenheit).
„Acum că știm unde să căutăm nanodiamondele strălucitoare, telescoapele cu infraroșu precum Spitzer ne pot ajuta să aflăm mai multe despre viața lor în spațiu”, spune Allamandola.
Lucrarea Bauschlichers pe acest subiect a fost acceptată pentru publicare în Astrophysical Journal. Allamandola a fost coautor pe hârtie, împreună cu Yufei Liu, Alessandra Ricca și Andrew L. Mattioda, tot din Ames.
Laboratorul de propulsie Jet NASAs, Pasadena, California, gestionează misiunea Spitzer Space Telescope pentru Direcția Misiune Științifică NASAs, Washington. Operațiunile științifice se desfășoară la Spitzer Science Center din California Institute of Technology, tot în Pasadena. Caltech gestionează JPL pentru NASA.