Hledání diamantů v meteoritech přimělo vědce vážně přemýšlet o tom, jak se mohou vyskytovat ve vesmíru. Tento koncept umělců ukazuje množství diamantů vedle horké hvězdy. Obrázek NASA / JPL-Caltech.
Diamanty mohou být na Zemi vzácné, ale ve vesmíru jsou překvapivě běžné - a super citlivé infračervené oči NASA Spitzer Space Telescope jsou ideální pro jejich vyhledávání, říkají vědci z výzkumného střediska NASA Ames v Moffett Field v Kalifornii.
Pomocí počítačových simulací vyvinuli vědci strategii pro nalezení diamantů ve vesmíru, které mají pouze nanometr (miliardtinu metru). Tyto drahokamy jsou asi 25 000krát menší než zrno písku, příliš malé na zásnubní prsten. Astronomové se však domnívají, že tyto malé částice mohou poskytnout cenné poznatky o tom, jak se ve vesmíru vyvíjejí molekuly bohaté na uhlík, základ života na Zemi.
Vědci začali vážně uvažovat o přítomnosti diamantů ve vesmíru v 80. letech, kdy studie o meteoritech, které narazily na Zemi, odhalily spousty malých diamantů velikosti nanometrů. Astronomové určili, že 3 procenta veškerého uhlíku nalezeného v meteoritech přichází ve formě nanodiamondů. Pokud meteority odrážejí obsah prachu ve vesmíru, výpočty ukazují, že jen gram prachu a plynu v kosmickém oblaku může obsahovat až 10 000 bilionů nanodiamondů.
„Otázka, na kterou se vždy ptáme, je, jestli jsou nanodiamony bohaté na vesmír, proč jsme je neviděli častěji?“ říká Charles Bauschlicher z Ames Research Center. Byli spatřeni pouze dvakrát. "Pravda je, že jsme jen nevěděli dost o jejich infračervených a elektronických vlastnostech, abychom zjistili jejich otisk prstu."
K vyřešení tohoto dilematu použil Bauschlicher a jeho výzkumný tým počítačový software k simulaci podmínek mezihvězdného média - prostoru mezi hvězdami - naplněného nanodiamondy. Zjistili, že tyto kosmické diamanty jasně září v infračerveném světelném pásmu 3,4 až 3,5 mikronů a 6 až 10 mikronů, kde je Spitzer obzvláště citlivý.
Astronomové by měli mít možnost vidět nebeské diamanty hledáním jejich jedinečných „infračervených otisků prstů“. Když světlo z blízké hvězdy zapilo molekulu, její vazby se natáhly, stočily a ohnily, čímž se uvolnila výrazná barva infračerveného světla. Stejně jako hranol rozbíjející bílé světlo na duhu, Spitzersův infračervený spektrometr rozděluje infračervené světlo na jeho součásti, což vědcům umožňuje vidět světelný podpis každé jednotlivé molekuly.
Členové týmu mají podezření, že v kosmu bylo zatím spatřeno více diamantů, protože astronomové nehledali na správná místa správnými nástroji. Diamanty jsou vyrobeny z pevně vázaných atomů uhlíku, takže to vyžaduje hodně vysokoenergetického ultrafialového světla, aby se diamantové vazby ohýbaly a pohybovaly, což vytváří infračervený otisk prstu. Vědci tak dospěli k závěru, že nejlepší místo, kde vidět lesk kosmických diamantů, je hned vedle horké hvězdy.
Jakmile astronomové zjistí, kde hledat nanodiamondy, další tajemství je vymýšlet, jak se tvoří v prostředí mezihvězdného prostoru.
„Kosmické diamanty jsou vytvářeny za velmi odlišných podmínek, než jsou diamanty na Zemi,“ říká Louis Allamandola, také Ames.
Poznamenává, že diamanty na Zemi se vytvářejí pod obrovským tlakem hluboko uvnitř planety, kde jsou také velmi vysoké teploty. Vesmírné diamanty se však vyskytují v chladných molekulárních mracích, kde jsou tlaky miliardykrát nižší a teploty jsou pod mínus 240 stupňů Celsia (minus 400 stupňů Fahrenheita).
„Nyní, když víme, kde hledat zářící nanodiamony, mohou nám infračervené dalekohledy, jako je Spitzer, pomoci dozvědět se více o jejich životě ve vesmíru,“ říká Allamandola.
Bauschlichersův příspěvek na toto téma byl přijat k publikaci v Astrophysical Journal. Allamandola byl spoluautorem dokumentu spolu s Yufei Liu, Alessandrou Riccou a Andrewem L. Mattiodou, také z Amesu.
NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornie, řídí mise Spitzer Space Telescope pro ředitelství NASAs Science Mission Directorate ve Washingtonu. Vědecké operace jsou vedeny ve Spitzerově vědeckém centru na Kalifornském technologickém institutu, také v Pasadeně. Caltech spravuje JPL pro NASA.