Intrygująca chemia kosmiczna: badanie elektronów niskoenergetycznych w kosmosie z potencjałem dla Ziemi
WarsawNaukowcy z Wellesley College badają, jak promienie kosmiczne przechodzące przez cząsteczki lodu tworzą elektrony o niskiej energii. Te elektrony pomagają w tworzeniu cząsteczek prebiotycznych, które są istotne dla rozwoju życia. Kennedy Barnes, studentka studiów licencjackich, przedstawi odkrycia zespołu na jesiennym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.
Naukowcy zaczęli od ciekawego pomysłu: niskoenergetyczne elektrony mogą być ważniejsze niż fotony w wywoływaniu reakcji chemicznych prowadzących do powstawania molekuł prebiotycznych w przestrzeni kosmicznej. Pomysł ten zrodził się z faktu, że promienie kosmiczne wytwarzają więcej elektronów niż fotonów podczas przechodzenia przez kosmiczny lód. Aby to sprawdzić, naukowcy odtworzyli warunki kosmiczne w laboratorium, aby zweryfikować tę teorię. Oto, jak to zrobili:
Wykorzystano komorę próżniową o bardzo wysokiej czystości z ultraczystym podłożem z miedzi, schłodzonym do ultraniskich temperatur. Działo elektronowe wytwarzało elektrony o niskiej energii do bombardowania. Lampa plazmowa napędzana laserem generowała fotony o niskiej energii. Następnie badacze obserwowali reakcje chemiczne na nanoskali na filmach lodowych.
Naukowcy odkryli, że niskoenergetyczne elektrony mogą tworzyć ważne cząsteczki bardziej efektywnie, niż wcześniej przypuszczano. Nowa wiedza może zmienić nasze rozumienie formowania się podstawowych składników życia na Ziemi i w lodowych miejscach, takich jak Europa, księżyc Jowisza.
Na Ziemi odkrycia te znajdują zastosowanie praktyczne. Niskoenergetyczne elektrony mogą tworzyć reaktywne cząsteczki, takie jak nadtlenek wodoru i rodniki hydroksylowe, poprzez chemię radiacyjną i rozszczepianie wody. Te cząsteczki są szkodliwe dla środowiska oraz zdrowia ludzi. Poprzez zrozumienie, jak się tworzą, możemy opracować lepsze metody oczyszczania środowiska oraz poprawy terapii medycznych, takich jak radioterapia przeciwnowotworowa.
Zespół Barnesa zajmuje się nie tylko symulacjami. Testują różne rodzaje warstw lodowych i badają różnorodne chemie wczesnego życia, co może pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób powstają cząsteczki podtrzymujące życie.
Badania te stanowią istotny krok naprzód w zrozumieniu astrochemii. Ujęcie w modelach elektronów o niskiej energii pozwala naukowcom lepiej symulować procesy chemiczne zachodzące w lodach kosmicznych. Współpraca z międzynarodowymi laboratoriami przyspiesza postęp, a Barnes nazywa to „nową erą kosmiczną”. Wspierane przez liczne dotacje i fundacje, to badanie ma potencjał prowadzić do nowych odkryć zarówno w chemii kosmicznej, jak i ziemskiej.
Udostępnij ten artykuł