Interstellar jern mangler ikke, det gemmer sig bare i almindeligt syn

Astrofysikere ved, at jern (kemisk symbol:Fe) er et af de mest udbredte grundstoffer i universet, efter letvægtselementer som brint, kulstof, og oxygen. Jern findes oftest i gasform i stjerner som Solen, og i mere kondenseret form på planeter som Jorden.

Jern i interstellare miljøer burde også være almindeligt, men astrofysikere opdager kun lave niveauer af den gasformige slags. Dette indebærer, at det manglende jern eksisterer i en form for fast form eller molekylær tilstand, Alligevel har det været uhåndgribeligt at identificere dets skjulested i årtier.

Et team af kosmokemikere ved Arizona State University, med støtte fra W.M. Keck Foundation, hævder nu, at mysteriet er enklere, end det ser ud til. Strygejernet mangler ikke rigtig, de siger. I stedet gemmer den sig i almindeligt syn. Jernet er kombineret med kulstofmolekyler for at danne molekylære kæder kaldet jernpseudocarbyner. Spektrene for disse kæder er identiske med de meget mere almindelige kæder af kulstofmolekyler, længe kendt for at være rigeligt i det interstellare rum.

Holdets arbejde blev offentliggjort sidst i juni i Astrofysisk tidsskrift .

"Vi foreslår en ny klasse af molekyler, der sandsynligvis vil være udbredt i det interstellare medium, " sagde Pilarasetty Tarakeshwar, forskningslektor ved ASU's School of Molecular Sciences. Hans medforfattere, Peter Buseck og Frank Timmes, er begge i ASU's School of Earth and Space Exploration; Buseck, en ASU Regents Professor, er også på School of Molecular Sciences med Tarakeshwar.

Holdet undersøgte, hvordan klynger, der kun indeholder nogle få atomer af metallisk jern, kan forbindes med kæder af kulstofmolekyler for at producere molekyler, der kombinerer begge elementer.

Nylige beviser opnået fra stjernestøv og meteoritter indikerer den udbredte forekomst af klynger af jernatomer i kosmos. I de ekstremt kolde temperaturer i det interstellare rum, disse jernklynger fungerer som dybfrysende partikler, gør det muligt for kulstofkæder af forskellig længde at klæbe til dem, producerer således forskellige molekyler end dem, der kan forekomme med jernets gasfase.

sagde Tarakeshwar, "Vi beregnede, hvordan spektrene af disse molekyler ville se ud, og vi fandt ud af, at de har spektroskopiske signaturer, der næsten er identiske med kulstofkædemolekyler uden noget jern." Han tilføjede, at på grund af dette, "Tidligere astrofysiske observationer kunne have overset disse kulstof-plus-jern-molekyler."

Det betyder, siger forskerne, det manglende jern i det interstellare medium er faktisk ude i almindelig visning, men maskeret som almindelige kulstofkædemolekyler.

Det nye værk kan også løse et andet mangeårigt puslespil. Kulstofkæder med mere end ni atomer er ustabile, holdet forklarer. Alligevel har observationer påvist mere komplekse kulstofmolekyler i det interstellare rum. Hvordan naturen bygger disse komplekse kulstofmolekyler ud fra enklere kulstofmolekyler har været et mysterium i mange år.

Buseck forklarede, "Længere kulstofkæder stabiliseres ved tilføjelse af jernklynger." Dette åbner en ny vej til at bygge mere komplekse molekyler i rummet, såsom polyaromatiske kulbrinter, hvor naphthalen er et velkendt eksempel, er hovedingrediensen i mølkugler.

sagde Timmes, "Vores arbejde giver ny indsigt i at bygge bro over det gabende gab mellem molekyler, der indeholder ni eller færre kulstofatomer, og komplekse molekyler såsom C60 buckminsterfulleren, bedre kendt som 'buckyballs'."