Nájdenie diamantov v meteoritoch prinútilo vedcov vážne premýšľať o tom, ako by sa mohli vyskytnúť vo vesmíre. Tento koncept umelcov ukazuje množstvo diamantov vedľa horúcej hviezdy. Obrázok NASA / JPL-Caltech.
Diamanty môžu byť na Zemi zriedkavé, ale vo vesmíre sú prekvapivo bežné - a super citlivé infračervené oči Spitzerovho vesmírneho teleskopu NASA sú na ich vyhľadávanie perfektné, tvrdia vedci z výskumného centra Ames NASA v Moffett Field v Kalifornii.
Pomocou počítačových simulácií vyvinuli vedci stratégiu na nájdenie diamantov v priestore, ktoré majú veľkosť len nanometrov (miliardtinu metra). Tieto drahokamy sú asi 25 000-krát menšie ako zrnko piesku, príliš malé na zásnubný prsteň. Astronómovia sa však domnievajú, že tieto malé častice by mohli poskytnúť cenné informácie o tom, ako sa vo vesmíre vyvíjajú molekuly bohaté na uhlík, základ života na Zemi.
Vedci začali vážne uvažovať o prítomnosti diamantov vo vesmíre v osemdesiatych rokoch, keď štúdie o meteoritoch, ktoré narazili na Zem, odhalili veľa malých diamantov veľkosti nanometrov. Astronómovia určili, že 3 percentá všetkých uhlíkov nachádzajúcich sa v meteoritoch prichádzajú vo forme nanodiamondov. Ak sú meteority odrazom obsahu prachu vo vesmíre, výpočty ukazujú, že len gram prachu a plynu v kozmickom oblaku by mohol obsahovať až 10 000 biliónov nanodiamondov.
„Otázka, ktorú si vždy kladieme, je, že ak sú nanodiamondy vo vesmíre hojné, prečo by sme ich častejšie videli?“ hovorí Charles Bauschlicher z Ames Research Center. Videli sa iba dvakrát. „Pravda je, že sme jednoducho nevedeli dosť o ich infračervených a elektronických vlastnostiach na detekciu ich odtlačkov prstov.“
Na vyriešenie tejto dilemy Bauschlicher a jeho výskumný tím použili počítačový softvér na simuláciu podmienok medzihviezdneho média - priestoru medzi hviezdami - vyplneného nanodiamondami. Zistili, že tieto vesmírne diamanty žiaria jasne pri rozsahoch infračerveného svetla 3,4 až 3,5 mikrónov a 6 až 10 mikrónov, kde je Spitzer obzvlášť citlivý.
Astronómovia by mali mať možnosť vidieť nebeské diamanty hľadaním svojich jedinečných „infračervených odtlačkov prstov“. Keď svetlo z blízkej hviezdy zapíli molekulu, jej väzby sa natiahnu, prekrútia a ohnú, čím vydávajú výraznú farbu infračerveného svetla. Rovnako ako hranol rozbíjajúci biele svetlo na dúhu, Spitzersov infračervený spektrometer rozdeľuje infračervené svetlo na jeho súčasti, čo umožňuje vedcom vidieť svetelný podpis každej jednotlivej molekuly.
Členovia tímu majú podozrenie, že vo vesmíre sa ešte nenašlo viac diamantov, pretože astronómovia sa nepozerali správnymi nástrojmi na správne miesta. Diamanty sú vyrobené z pevne viazaných atómov uhlíka, takže na ohýbanie a pohyb diamantových väzieb je potrebných veľa vysokoenergetického ultrafialového žiarenia, čo vytvára infračervený odtlačok prsta. Vedci tak dospeli k záveru, že najlepším miestom na videnie žiarenia vesmírnych diamantov je hneď vedľa horúcej hviezdy.
Akonáhle astronómovia prídu na to, kde hľadať nanodiamondy, ďalšou záhadou je zistiť, ako sa tvoria v prostredí medzihviezdneho priestoru.
„Vesmírne diamanty sa formujú vo veľmi odlišných podmienkach ako diamanty na Zemi,“ hovorí Louis Allamandola, tiež z Ames.
Poznamenáva, že diamanty na Zemi sa tvoria pod obrovským tlakom hlboko vo vnútri planéty, kde sú tiež veľmi vysoké teploty. Avšak vesmírne diamanty sa nachádzajú v chladných molekulárnych oblakoch, kde sú tlaky miliardy krát nižšie a teploty sú nižšie ako mínus 240 stupňov Celzia (mínus 400 stupňov Fahrenheita).
„Teraz, keď vieme, kde hľadať žiariace nanodiamondy, nám infračervené teleskopy, ako je Spitzer, môžu pomôcť dozvedieť sa viac o ich živote vo vesmíre,“ hovorí Allamandola.
Bauschlichersov článok na túto tému bol prijatý na publikovanie v Astrophysical Journal. Allamandola bol spoluautorom spolu s Yufei Liu, Alessandrou Riccou a Andrewom L. Mattiodom, tiež Amesom.
Laboratórium pohonu NASA v Pasadene v Kalifornii riadi misiu Spitzerov vesmírny teleskop pre Riaditeľstvo vedeckých misií NASA vo Washingtone. Vedecké operácie sa vykonávajú vo vedeckom centre Spitzer Science Institute of Technology v Kalifornii, tiež v Pasadene. Caltech riadi JPL pre NASA.