Pronalaženje dijamanata u meteoritima natjeralo je znanstvenike da ozbiljno razmišljaju o tome kako bi se oni mogli pojaviti u svemiru. Ovaj koncept umjetnika prikazuje mnoštvo dijamanata uz vruću zvijezdu. Slika NASA / JPL-Caltech.
Dijamanti su na Zemlji možda rijetki, ali iznenađujuće uobičajeni u svemiru - a super osjetljive infracrvene oči NASA-inog svemirskog teleskopa savršene su za njihovo izviđanje, kažu znanstvenici iz NASA-inog istraživačkog centra Ames u Moffett Field u Kaliforniji.
Koristeći se računalnim simulacijama, istraživači su razvili strategiju za pronalaženje dijamanata u svemiru veličine samo nanometar (milijardu metra). Ti su dragulji oko 25 000 puta manji od zrna pijeska, mnogo premali za zaručnički prsten. Ali astronomi vjeruju da bi te sitne čestice mogle pružiti dragocjen uvid u to kako se u kozmosu razvijaju molekule bogate ugljikom, osnovom života na Zemlji.
Znanstvenici su počeli ozbiljno razmišljati o prisutnosti dijamanata u svemiru 1980-ih, kada su studije meteorita koji su se srušili na Zemlju otkrili puno sitnih dijamanata veličine nanometara. Astronomi su utvrdili da 3 posto svega ugljika koji se nalazi u meteoritima dolazi u obliku nanodiamonda. Ako su meteoriti odraz sadržaja prašine u svemiru, proračuni pokazuju da bi samo gram prašine i plina u kozmičkom oblaku mogao sadržavati čak 10 000 trilijuna nanodijamanda.
"Pitanje koje nam se uvijek postavlja je: Ako nanodijamanti obiluju prostorom, zašto ih nismo češće vidjeli?" kaže Charles Bauschlicher iz Ames Research Center-a. Uočeni su samo dva puta. "Istina je da jednostavno nismo dovoljno znali o njihovim infracrvenim i elektroničkim svojstvima da bismo otkrili njihov otisak prsta."
Da bi riješili ovu dilemu, Bauschlicher i njegov istraživački tim koristili su računalni softver za simulaciju uvjeta međuzvjezdanog medija - prostora između zvijezda - ispunjenih nanodijamantima. Otkrili su da ovi svemirski dijamanti sjajno sjaju u infracrvenom svjetlu u rasponu od 3,4 do 3,5 mikrona i 6 do 10 mikrona, gdje je Spitzer posebno osjetljiv.
Astronomi bi trebali moći vidjeti nebeske dijamante tražeći njihove jedinstvene "infracrvene otiske prstiju". Kad svjetlost iz obližnje zvijezde zapne molekulu, njezine se veze protežu, okreću i savijaju odajući karakterističnu boju infracrvenog svjetla. Poput prizme koja razbija bijelu svjetlost u dugu, instrument Spitzersova infracrvenog spektrometra razbija infracrveno svjetlo na njegove sastavne dijelove, omogućujući znanstvenicima da vide svjetlosni potpis svake pojedine molekule.
Članovi tima sumnjaju da još sve više dijamanata nije uočeno u svemiru, jer astronomi nisu s pravim instrumentima gledali na pravim mjestima. Dijamanti su izrađeni od čvrsto vezanih atoma ugljika, pa je potrebno mnogo visokoenergetske ultraljubičaste svjetlosti da se dijamantske veze savijaju i pomiču stvarajući infracrveni otisak prsta. Tako su znanstvenici zaključili da je najbolje mjesto da vide sjaj svemirskog dijamanata upravo pored vruće zvijezde.
Jednom kada astronomi otkriju gdje potražiti nanodijamante, još je jedna misterija otkrivanje kako se oni formiraju u okruženju međuzvjezdanog prostora.
"Svemirski dijamanti nastaju u vrlo različitim uvjetima nego što su dijamanti formirani na Zemlji", kaže Louis Allamandola, također iz Amesa.
Napominje da dijamanti na Zemlji nastaju pod ogromnim pritiskom, duboko u planeti, gdje su temperature također vrlo visoke. Međutim, svemirski dijamanti nalaze se u hladnim molekularnim oblacima gdje su pritisci milijardu puta niži, a temperature ispod minus 240 stupnjeva Celzijusa (minus 400 stupnjeva Farenheita).
"Sada kada znamo gdje tražiti užarene nanodijamante, infracrveni teleskopi poput Spitzera mogu nam pomoći da saznamo više o njihovom životu u svemiru", kaže Allamandola.
Bauschlichers rad na ovu temu prihvaćen je za objavljivanje u Astrophysical Journal. Allamandola je bio koautor knjige, a Yufei Liu, Alessandra Ricca i Andrew L. Mattioda, također Ames.
NASA-in laboratorij za mlazni pogon, Pasadena, Kalifornija, upravlja misijom Svemirskog teleskopa Spitzer za NASA-ovu Direkciju za znanstvenu misiju, Washington. Znanstvene operacije provode se u Znanstvenom centru Spitzer na Kalifornijskom tehnološkom institutu, također u Pasadeni. Caltech upravlja JPL-om za NASA-u.