Losurdo, doctorandă în fizica materialelor și a plasmei, a folosit gaze simple și electricitate pentru a recrea condițiile întâlnite de obicei în apropierea stelelor și supernovelor, obținând o cantitate infimă de praf cosmic, transmite CNN, citată de G4Media.ro.
Profesorul David McKenzie, coautor al lucrării, a declarat că acest demers le va permite oamenilor de știință să analizeze condiții care, în mod normal, sunt imposibil de studiat direct.
Praful cosmic este o componentă esențială a Universului; joacă un rol în formarea stelelor și acționează ca un catalizator pentru moleculele organice care constituie elementele de bază ale vieții. Acest praf este abundent în spațiul interstelar — regiunea vastă dintre stele — și se găsește în comete și asteroizi.
Totuși, este dificil de studiat pe Pământ deoarece, deși particule și roci din spațiu bombardează constant planeta noastră, cea mai mare parte a acestui material arde în atmosferă. Puținul care supraviețuiește sub formă de meteoriți este adesea imposibil de localizat și colectat
O mână de ajutor pentru oamenii de știință
Losurdo spune că, prin crearea prafului cosmic în laborator, speră să le ofere oamenilor de știință un instrument suplimentar pentru a înțelege cum a început viața pe Pământ.
„Când ne uităm la întrebări mari, precum originile vieții, trebuie să ne uităm la locul de unde au pornit elementele de bază”, a spus ea. „Unde a început viața întregului carbon de pe Pământ și ce fel de parcurs a avut pentru a putea, în cele din urmă, să se transforme în lucruri precum aminoacizii?”
Aminoacizii s-au numărat printre primele molecule apărute pe Pământ și sunt implicați în majoritatea proceselor vitale, inclusiv în formarea proteinelor. Însă există o mare întrebare, spune Losurdo, legată de faptul dacă aminoacizii s-au format pe Pământ sau dacă au o altă origine: spațiul.
Producerea unui analog de praf cosmic poate ajuta cercetătorii să investigheze această ipoteză și alte întrebări legate de chimia esențială care a dus la apariția vieții pe Pământ, fără a depinde exclusiv de probe provenite din spațiu.
„Meteoriții cad foarte rar, iar praful este extrem de greu de colectat, ca să nu mai vorbim de colectarea prafului din apropierea unei stele uriașe pe moarte”, a adăugat Losurdo, a cărei muncă a fost publicată săptămâna trecută în The Astrophysical Journal al American Astronomical Society. „Așa că trebuie să avem ceva de studiat. Și chiar dacă este doar o cantitate mică, obținem mult mai multe informații din ea.”
Construirea unei baze de date
Pentru a crea praful cosmic, Losurdo a pornit de la azot, dioxid de carbon și acetilenă — un gaz incolor și inodor format din carbon și hidrogen. Împreună cu coautorul David McKenzie, profesor de fizica materialelor la Universitatea din Sydney, a evacuat aerul dintr-un tub de sticlă și a introdus gazele. Apoi au aplicat 10.000 de volți de electricitate timp de o oră, transformând gazele într-un tip de plasmă, sau gaz ionizat, numit „descărcare luminoasă”.
„Închizi un circuit chiar prin gaz, astfel încât gazul devine excitat, electronii sunt eliberați, creând un mediu în care particulele tind să se lege, să se coaguleze și să se agregheze”, a explicat Losurdo. „Este un proces foarte natural. Știm cu certitudine că acest lucru se întâmplă în jurul stelelor.”
Rezultatul a fost câteva miligrame de „nanoparticule prăfoase”, a spus ea. „Sunt puțin dificile de colectat și analizat, așa că ceea ce fac este să determin praful să se depună pe o plachetă de siliciu. Siliciul este un material fantastic din multe motive și ne permite să vedem doar materialul depus pe plachetă, nu și siliciul în sine.”
Scopul final al acestui proces a fost recrearea unor condiții similare celor din spațiu. „Nu putem niciodată să reproducem complet complexitatea naturii — natura va fi întotdeauna mai bună decât noi”, a spus Losurdo. „Dar ceea ce încercăm este să ajungem într-un interval plauzibil de condiții în care mediul nostru să reprezinte, sperăm, învelișul unei stele gigantice, o rămășiță de supernovă sau o nebuloasă tânără.”
Praful artificial creat în acest mod este similar cu praful cosmic într-o stare pristine, imediat după formare. Odată ce devine catalizator pentru molecule organice sau este încorporat în comete și meteoriți și ajunge în cele din urmă pe Pământ, praful a trecut deja prin numeroase procese chimice. De aceea, existența unui analog de laborator al stării sale inițiale îi poate ajuta pe cercetători să înțeleagă evoluția acestuia, potrivit lui Losurdo.
Următorul pas, spun cercetătorii, este să modifice condițiile în care este creat praful cosmic, pentru a construi o bază de date cu diferite tipuri. „Sperăm că, într-o zi, praful nostru va fi și mai apropiat de cel real”, a spus Losurdo, „și va putea fi ‘corelat’ cu obiecte specifice, precum meteoriții.”
O tehnică ingenioasă
Explorarea formării și naturii prafului cosmic este o parte esențială a poveștii despre originea vieții, a declarat Martin McCoustra, profesor de fizică chimică la Universitatea Heriot-Watt din Scoția, care nu a fost implicat în studiu.
„Complexitatea chimică a evoluat pornind de la o chimie inițială foarte simplă, formată din atomi de hidrogen, monoxid de carbon, apă și câteva alte molecule mici depuse pe granule de praf”, a spus McCoustra într-un e-mail. „Această evoluție poate fi replicată în laboratoare”, a adăugat el, numind studiul convingător.
Potrivit lui Tobin Munsat, profesor de fizică la Universitatea din Colorado Boulder, cercetătorii au folosit o tehnică ingenioasă pentru a recrea posibilele istorii de formare ale materialului organic cosmic.
„În cele din urmă, despre asta este munca de laborator — recrearea unui analog în condiții controlate, pe care îl putem folosi apoi pentru a înțelege lumea naturală”, a scris Munsat, care nu a participat la cercetare, într-un e-mail.
Rezultatele confirmă ideea că materiile prime care contribuie în cele din urmă la viață sunt modelate de mediile energetice în care se formează, a spus Munsat. Acest fapt le-ar putea permite oamenilor de știință să reconstruiască istoria compușilor organici găsiți în asteroizi, comete și praful interstelar, în loc să îi trateze doar ca pe substanțe chimic uniforme.
Studiul face legătura între observațiile telescopice și analiza de laborator, umplând un gol important, a spus Damanveer Grewal, profesor asistent în cadrul departamentului de științe ale Pământului și planetare de la Universitatea Yale, care de asemenea nu a participat la studiu.
Experimentul oferă un punct de plecare solid pentru testarea modelelor actuale despre modul în care materia organică evoluează în spațiu, a adăugat Grewal într-un e-mail.
„Rezultatele sugerează că materia organică complexă se formează cu ușurință în mediile stelare și nu este un fenomen unic sistemului nostru solar”, a spus el. „Dacă aceste materiale sunt răspândite, acest lucru implică faptul că elementele chimice esențiale pentru viață sunt probabil disponibile sistemelor planetare din întreaga galaxie.”
