Astrofysikere beviser, at støvpartikler i rummet er blandet med is

Stoffet mellem stjernerne i en galakse - kaldet det interstellare medium - består ikke kun af gas, men også af meget støv. På et tidspunkt, stjerner og planeter opstod i et sådant miljø, fordi støvpartiklerne kan klumpe sig sammen og smelte sammen til himmellegemer. Vigtige kemiske processer finder også sted på disse partikler, hvorfra komplekse organiske – muligvis endda præbiotiske – molekyler opstår.

Imidlertid, for at disse processer er mulige, der skal være vand. I særligt kolde kosmiske miljøer, vand opstår i form af is. Indtil nu, imidlertid, sammenhængen mellem is og støv i disse områder af rummet var uklar. Et forskerhold fra Friedrich Schiller Universitet Jena og Max Planck Instituttet for Astronomi har nu bevist, at støvpartiklerne og isen er blandet. De rapporterer deres resultater i det aktuelle nummer af forskningstidsskriftet Natur astronomi .

Bedre modellering af fysisk-kemiske processer i rummet

"Indtil nu, vi vidste ikke, om is er fysisk adskilt fra støvet eller blandet med individuelle støvdele, " forklarer Dr. Alexey Potapov fra University of Jena. "Vi sammenlignede spektrene af laboratoriefremstillede silikater, vandis og deres blandinger med astronomiske spektre af protostellare hylstre og protoplanetariske skiver. Vi konstaterede, at spektrene er kongruente, hvis silikatstøv og vandis blandes i disse miljøer."

Astrofysikere kan få værdifuld information fra disse data. "Vi er nødt til at forstå forskellige fysiske forhold i forskellige astronomiske miljøer, for at forbedre modelleringen af ​​fysisk-kemiske processer i rummet, " siger Potapov. Dette resultat ville gøre forskerne i stand til bedre at estimere mængden af ​​materiale og komme med mere nøjagtige udsagn om temperaturerne i forskellige områder af de interstellare og cirkumstellare medier.

Vand fanget i støv

Gennem eksperimenter og sammenligninger, forskere ved University of Jena observerede også, hvad der sker med vand, når temperaturerne stiger, og isen forlader det faste legeme, som den er bundet til, og går over i gasfasen ved omkring 180 Kelvin (-93 grader Celsius).

"Nogle vandmolekyler er så stærkt bundet til silikatet, at de forbliver på overfladen eller inde i støvpartikler, " siger Potapov. "Vi har mistanke om, at sådant 'fanget vand' også findes på eller i støvpartikler i rummet. Det er i hvert fald, hvad der antydes af sammenligningen mellem de spektre, der er opnået fra laboratorieforsøg og dem i det, der kaldes det diffuse interstellare medium. Vi fandt klare indikationer på, at der findes fangede vandmolekyler der."

Eksistensen af ​​sådant vand i fast tilstand antyder, at komplekse molekyler også kan være til stede på støvpartiklerne i det diffuse interstellare medium. Hvis der er vand på sådanne partikler, det er ikke langt til komplekse organiske molekyler, for eksempel. Det skyldes, at støvpartiklerne normalt består af kulstof, blandt andet, hvilken, i kombination med vand og under påvirkning af ultraviolet stråling som den, der findes i miljøet, fremmer dannelsen af ​​methanol, for eksempel. Organiske forbindelser er allerede blevet observeret i disse områder af det interstellare medium, men indtil nu har man ikke vidst, hvor de stammer fra.

Tilstedeværelsen af ​​faststofvand kan også besvare spørgsmål om et andet grundstof:selvom vi kender mængden af ​​ilt i det interstellare medium, vi havde tidligere ingen oplysninger om, hvor præcis omkring en tredjedel af det er placeret. De nye forskningsresultater tyder på, at faststofvandet i silikater er et skjult iltreservoir.

Hjælper faststofvand til dannelsen af ​​planeter?

Ud over, det 'fangede vand' kan hjælpe med at forstå, hvordan støvet samler sig, da det kunne fremme sammenklæbningen af ​​mindre partikler til dannelse af større partikler. Denne effekt kan endda virke i planetdannelse. "Hvis det lykkes os at bevise, at 'fanget vand' fandtes – eller kunne eksistere – i jordens byggesten, der kan muligvis endda være nye svar på spørgsmålet om, hvordan vand kom til Jorden, " siger Alexey Potapov. Men endnu, det er kun antagelser, som Jena-forskerne ønsker at forfølge i fremtiden.