سبيتزر يحدد مبدئيا رقائق الكربون المسطحة في الفضاء

رصد علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لوكالة ناسا رقاقات مبدئية من الكربون في الفضاء.

يُعتقد أن الشبكة البلورية لجزيئات الجرافين التي تشبه قرص العسل تشبه إلى حد ما سلك الدجاج ، لكن سمكها لا يتجاوز سمك ذرة واحدة. (ويكيميديا ​​كومنز)

تسمى هذه المادة باسم الجرافين ، وهي ابن عم من نوع ما لجزيء C60 الغريب ، والمعروف باسم Buckminsterfullerene أو كرات buckyballs . يتم ترتيب جزيئات الجرافين في شعرية الكريستال العسل. إنها تشبه إلى حد ما سلك الدجاج في صفائح مسطحة ، لكن الأوراق ليست سوى سمك واحد من الذرة. يقال أحيانا أن الجرافين هو أنحف مادة معروفة.

يتم التحدث عن الجرافين في المختبر. يعتقد أنه موجود في الطبيعة ، على سبيل المثال في السخام. إذا تأكد في الفضاء الخارجي ، فإن اكتشاف سبيتزر للجرافين سيكون الأول.

قام فريق دولي من علماء الفلك والكيمياء الحيوية باكتشاف جرافين الفضاء بشكل مؤقت ، بقيادة دومينجو أنيبال غارسيا هيرنانديز من معهد Astrofísica de Canarias في إسبانيا. تظهر نتائج دراستهم في العدد الصادر في 20 أغسطس 2011 من مجلة The Astrophysical Journal Letters .

توضيحات الفنان للجرافين و buckyballs و C70 متراكبة على صورة لسديم الكوكب الحلزوني. قد تتشكل هذه عندما تفكك موجات الصدمة الناتجة عن النجوم المميتة حبيبات الكربون المحتوية على الهيدروجين. صورة الائتمان: IAC / ناسا / NOAO / ESA / STScI / NRAO

قام العلماء بتجميع الجرافين لأول مرة في أحد المعامل في عام 2004. وحصلت الأبحاث اللاحقة على خواصه الفريدة على جائزة نوبل في عام 2010. لها قوة غير عادية وتوصل الكهرباء وكذلك النحاس. يعتقد البعض أنها "مواد المستقبل" ، مع التطبيقات في أجهزة الكمبيوتر والشاشات على الأجهزة الكهربائية والألواح الشمسية وأكثر من ذلك.

لن ينتج عن الجرافين الموجود في الفضاء أي أجهزة كمبيوتر فائقة السرعة ، لكن الباحثين مهتمون بمعرفة المزيد حول كيفية إنشائها. إن فهم التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على الكربون في الفضاء قد يحمل أدلة على كيفية تطور أنفسنا القائمة على الكربون والحياة الأخرى على الأرض.

كان سديم كوكب سحابة ماجلاني الكبير SMP48 أحد أنظمة النجوم في الدراسة. صورة الائتمان: HST

حدد سبيتزر علامات الجرافين في مجرتين صغيرتين خارج منطقتنا تسمى الغيوم Magellanic - على وجه التحديد ، في المادة التي ألقاها نجوم الموت ، تسمى السدم الكوكبية. رصد تلسكوب الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء أيضًا جزيءًا ذا صلة ، يدعى C70 في نفس المنطقة - مما يمثل أول اكتشاف لهذه المادة الكيميائية خارج مجرتنا.

ينتمي كل من C70 والجرافين إلى عائلة الفوليرين ، والتي تضم جزيئات تسمى كرات buckyballs ، أو C60. تحتوي هذه الكرات الكربونية على 60 ذرة كربون مرتبة ككرة كرة قدم ، وتمت تسميتها بعد تشابهها مع القباب المعمارية لـ Buckminister Fuller. تحتوي جزيئات C70 على 70 ذرة كربون وتكون أطول في الشكل ، مثل كرة الركبي.

لقد وجد العلماء الفوليرين في النيازك التي تحمل غازات خارج كوكب الأرض. في الآونة الأخيرة ، قام الباحثون بتغليف الماء في كرات صغيرة باستخدام تقنيات مخبرية جديدة. تشير هذه النتائج إلى أن الفوليرين ربما يكون قد ساعد في نقل المواد من الفضاء إلى الأرض منذ فترة طويلة ، وربما يساعد في بدء الحياة.

تسمى كرات الفوليرين الكروية - كرات ذات ذرات كربون مرتبة مثل كرة القدم. يوضح هذا الرسم البياني ترتيب 70 فوليرين. عبر ويكيميديا

اكتشف سبيتزر بشكل نهائي كلاً من buckyballs و C70 في الفضاء لأول مرة في يوليو 2010. وقد اكتشف لاحقًا كرات buckyballs - أي ما يعادل في مجموعها 15 قمرًا كاملًا - في Cloud Magellanic Cloud. أظهرت هذه النتائج الأخيرة أنه ، على عكس ما كان يعتقد سابقًا ، يمكن أن تتشكل الفوليرين والجزيئات المعقدة الأخرى في البيئات الغنية بالهيدروجين.

وفقًا لعلماء الفلك ، قد تتشكل الجرافين وكرات الثلج و C70 عندما تفكك موجات الصدمة الناتجة عن النجوم المميتة حبيبات الكربون المحتوية على الهيدروجين.

خلاصة القول: استخدم فريق دولي من علماء الفلك والكيمياء الحيوية ، بقيادة دومينغو أنبال غارسيا هيرنانديز من معهد Astrof sica de Canarias في إسبانيا ، تلسكوب سبيتزر الفضائي لمراقبة ما يبدو أنه يكون الجرافين في الفضاء. يمكن أن يوفر هذا الاكتشاف فكرة محتملة حول كيفية تطور الحياة على الأرض. تظهر نتائج الدراسة في عدد 20 أغسطس 2011 من مجلة The Astrophysical Journal Letters .

عبر ناسا سبيتزر

اقرأ المزيد في المرصد الوطني لعلم الفلك البصري

ديفيد كارول يحسن كفاءة الخلايا الشمسية باستخدام تقنية النانو

جان كامي على أكبر جزيء موجود في الفضاء