Намирането на диаманти в метеорити накара учените да се замислят сериозно как могат да се появят в космоса. Тази концепция за художници показва множество диаманти до гореща звезда. Изображение на НАСА / JPL-Caltech.
Диамантите може да са рядкост на Земята, но изненадващо често срещани в космоса - а суперчувствителните инфрачервени очи на космическия телескоп на НАСА Spitzer са идеални за разузнаването им, твърдят учени от изследователския център на NASA Ames в Moffett Field, Калифорния.
Използвайки компютърни симулации, изследователите са разработили стратегия за намиране на диаманти в космоса с размер само на нанометър (милиардна част от метър). Тези скъпоценни камъни са около 25 000 пъти по-малки от пясъчно зърно, много прекалено малки за годежен пръстен. Но астрономите смятат, че тези малки частици биха могли да дадат ценна представа за това как се развиват богатите на въглерод молекули, основата на живота на Земята в Космоса.
Учените започнаха сериозно да размишляват за наличието на диаманти в космоса през 80-те, когато проучвания на метеорити, които се разбиха на Земята, разкриха много малки диаманти с размер на нанометър. Астрономите определят, че 3 процента от целия въглерод, открит в метеоритите, е под формата на нанодиаманти. Ако метеоритите са отражение на съдържанието на прах в космическото пространство, изчисленията показват, че само грам прах и газ в космически облак може да съдържа толкова 10 000 трилиона нанодиамона.
"Въпросът, който винаги ни задава, е, ако нанодиамоните са в изобилие в пространството, защо не сме ги виждали по-често?" казва Чарлз Баушлихер от изследователския център на Еймс. Те са забелязани само два пъти. "Истината е, че просто не знаехме достатъчно за техните инфрачервени и електронни свойства, за да открием пръстовия им отпечатък."
За да разрешат тази дилема, Баушлихер и неговият изследователски екип използваха компютърен софтуер, за да симулират условията на междузвездната среда - пространството между звездите - изпълнено с нанодиаманти. Те откриха, че тези космически диаманти светят ярко при инфрачервена светлина в диапазони от 3,4 до 3,5 микрона и 6 до 10 микрона, където Спицер е особено чувствителен.
Астрономите трябва да могат да виждат небесни диаманти, като търсят техните уникални „инфрачервени пръстови отпечатъци“. Когато светлината от близката звезда захваща молекула, нейните връзки се разтягат, усукват и огъват, излъчвайки отличителен цвят на инфрачервена светлина. Подобно на призмата, разбиваща бяла светлина в дъгата, инструментът на инфрачервения спектрометър Spitzers разгражда инфрачервената светлина на съставните си части, което позволява на учените да виждат светлинния подпис на всяка отделна молекула.
Членовете на екипа подозират, че все повече диаманти не са забелязани в космоса, тъй като астрономите не са търсили на правилните места с правилните инструменти. Диамантите са направени от плътно свързани въглеродни атоми, така че е необходимо много високоенергийна ултравиолетова светлина, която да доведе до извиване и движение на диамантените връзки, създавайки инфрачервен отпечатък. Така учените стигнаха до заключението, че най-доброто място да видите блясък на подпис на космически диаманти е точно до гореща звезда.
След като астрономите разберат къде да търсят нанодиаманти, друга загадка е да разбера как се образуват в средата на междузвездното пространство.
"Космическите диаманти се образуват при много различни условия, отколкото диамантите се образуват на Земята", казва Луис Аламандола, също от Еймс.
Той отбелязва, че диамантите на Земята се образуват под огромно налягане, дълбоко вътре в планетата, където температурите също са много високи. Космическите диаманти обаче се намират в студени молекулярни облаци, където налягането е милиарди пъти по-ниско и температурите са под минус 240 градуса по Целзий (минус 400 градуса по Фаренхайт).
"Сега, когато знаем къде да търсим светещи нанодиаманти, инфрачервените телескопи като Spitzer могат да ни помогнат да научим повече за живота им в Космоса", казва Аламандола.
Документът Bauschlichers по тази тема е приет за публикуване в Astrophysical Journal. Аламандола беше съавтор на хартията, заедно с Юфей Лиу, Алесандра Рика и Андрю Л. Матиода, също от Ames.
Лаборатория за реактивни двигатели на НАСА, Пасадена, Калифорния, ръководи мисията на космическия телескоп „Спицер“ за дирекция „Научна мисия на НАСА“, Вашингтон. Научните операции се провеждат в Научния център „Спицер“ в Калифорнийския технологичен институт, също в Пасадена. Caltech управлява JPL за НАСА.