Tajemnicze linie absorpcyjne być może pomogą w wyjaśnieniu mającej 90 lat zagadki

Tajemnicze linie absorpcyjne być może pomogą w wyjaśnieniu mającej 90 lat zagadkiOriginal Press Release
Wykorzystując dane zebrane przez teleskop Gemini North podczas obserwacji gwiazd w centrum Drogi Mlecznej astronomowie zidentyfikowali 13 rozproszonych pasm widma ośrodka międzygwiezdnego (DIB – Diffuse Interstellar Band) o najdłuższych jak dotąd falach, które być może pomogą pewnego dnia rozwiązać mającą 90 lat zagadkę.

Żadna z rozproszonych linii ośrodka międzygwiezdnego nie została przekonująco powiązana z określonym pierwiastkiem lub cząstką. Powiązanie to, czy to indywidualnie i czy zbiorowo, pozostaje jednym z największych wyzwań w spektroskopii astronomicznej. Ostatnie badania sugerują, że nośnikami DIB mogą być duże molekuły zawierające węgiel.

Thomas Geballe
Gemini Observatory

„Owe rozmyte linie międzygwiezdne dostrzegliśmy jako pierwsi”- mówi Donald Figer, dyrektor Centrum Detektorów w Rochester Institute of Technology,  współautor badań. -” W widmach gwiazd widzimy linie absorpcyjnych, ponieważ gaz i pył obecny na linii wzdłuż której je obserwujemy absorbuje część światła. Najnowsza hipoteza proponuje, że powstają w wyniku absorpcji przez stosunkowo proste cząsteczki zawierające węgiel podobne do aminokwasów. Być może są to łańcuchy aminokwasów zawieszone w przestrzeni, co wspierałoby teorię, że nasiona życie powstały w przestrzeni i opadały na planety.”

„Obserwowane w różnych obszarach galaktyki cząsteczki wskazują, że materiał odpowiedzialny za owe rozmyte linie absorpcyjne potrafi przetrwać w różnych warunkach fizycznych – zarówno jeżeli chodzi o temperaturę, jak i gęstość „- dodaje Paco Najarro z Wydziału Astrofizyki Centrum Astrobiologii w Madrycie.

Linie absorpcyjne niskich energii, które odkryli Figer wraz z zespołem dostarczają wartości granicznych mogących posłużyć w przyszłości do określenia charakteru rozmytych linii międzygwiazdowych. Przyszłe modele teoretyczne, przewidujące długości fal absorbowanych przez tajemnicze cząstek muszą uwzględniać nowe dane.

„Te same linie absorpcyjne  zaobserwowaliśmy w widmie każdej badanej gwiazdy „- mówi Figer mówi. -” Jeśli przyjrzymy się dokładnie długościom fal, możemy dowiedzieć się, jakie rodzaju gazu i pyłu pochłaniających światło znajdują się między nami a badanymi gwiazdami.”

Od swego odkrycia 90 lat temu rozmyte linie międzygwiezdne pozostają zagadką. Pół tysiąca rozmytych linii dotąd zidentyfikowanych znajduje się przede wszystkim w przedziale długości fal widzialnych i bliskiej podczerwieni. Obserwowane linie nie pasują do linii przewidywanych dla prostych cząsteczek i nie daje się ich powiązać z jednym nośnikiem.

„Żadna z rozproszonych linii ośrodka międzygwiezdnego nie została przekonująco powiązana z określonym pierwiastkiem lub cząstką. Powiązanie to, czy to indywidualnie i czy zbiorowo, pozostaje jednym z największych wyzwań w spektroskopii astronomicznej „- mówi główny autor Thomas Geballe, z Obserwatorium Gemini. „Ostatnie badania sugerują, że nośnikami DIB mogą być duże molekuły zawierające węgiel.”

Nowo odkryte w podczerwieni linie mogą zostać użyte jako sondy do badania rozproszonego ośrodka międzygwiezdnego szczególnie w regionach, w których gęsty pył i gaz uniemożliwia obserwacje optyczne i w krótszych falach widma.

Badanie najsilniejszych emisji w grupie może doprowadzić do zrozumienia ich molekularnego pochodzenia. W przyszłości spektroskopia laboratoryjna może zostać wykorzystana do identyfikacji rozmytych, podczerwonych linii międzygwiezdnych. Jednak dotąd nikomu nie udało się odtworzyć w laboratorium linii ośrodka międzygwiezdnego, ze względu na różnorodność możliwości z jednej strona, jak i trudności w odtworzeniu warunków –  temperatury i ciśnienia – jaki gaz doświadcza w przestrzeni kosmicznej.

Źródła:

Mysterious Absorption Lines Could Illuminate 90-year Puzzle

The discovery of 13 diffuse interstellar bands with the longest wavelengths to date could someday solve a 90-year-old mystery.

Astronomers have identified the new bands using data collected by the Gemini North telescope of stars in the center of the Milky Way.

Nature reports on its website today findings that support recent ideas about the presence of large, possibly carbon-based organic molecules—“carriers”—hidden in interstellar dust clouds. The paper will also appear in the Nov. 10 print issue of the journal.

“These diffuse interstellar bands—or DIBs—have never been seen before,” says Donald Figer, director of the Center for Detectors at Rochester Institute of Technology and a co-author of the study. “Spectra of stars have absorption lines because gas and dust along the line of sight to the stars absorb some of the light.”

“The most recent ideas are that diffuse interstellar bands are relatively simple carbon bearing molecules, similar to amino acids,” he continues. “Maybe these are amino acid chains in space, which supports the theory that the seeds of life originated in space and rained down on planets.”

“Observations in different Galactic sight lines indicate that the material responsible for these DIBs ‘survives’ under different physical conditions of temperature and density,” adds Paco Najarro, scientist in the Department of Astrophysics in the Center of Astrobiology in Madrid.

The low-energy absorption lines Figer and his colleagues discovered provide constraints for determining the nature of diffuse interstellar bands. Future theoretical models that predict wavelengths absorbed by these mysterious particles now must accommodate these lower energies, Figer notes.

“We saw the same absorption lines in the spectra of every star,” Figer says. “If we look at the exact wavelength of the features, we can figure out the kind of gas and dust between us and the stars that is absorbing the light.”

Diffuse interstellar bands have remained a puzzle since their initial discovery 90 years ago. The 500 bands identified before this study mostly occur at visible and near-infrared wavelengths. The observed lines do not match predicted lines of simple molecules and cannot be pinned to a single carrier.

“None of the diffuse interstellar bands has been convincingly identified with a specific element or molecule, and indeed their identification, individually and collectively, is one of the greatest challenges in astronomical spectroscopy,” says lead author Thomas Geballe, from the Gemini Observatory. “Recent studies have suggested that DIB carriers are large carbon-containing molecules.”

The newly discovered infrared bands can be used as probes of the diffuse interstellar medium, especially in regions in which thick dust and gas obscure observations in the optical and shorter wavelength bands.

Studying the stronger emissions in the group may lead to an understanding of their molecular origin. Some day laboratory spectroscopy could be used to identify the infrared diffuse interstellar bands. No one has been successful yet at reproducing the interstellar bands in laboratory, Figer notes, due to the multitude of possibilities and the difficulty of reproducing the temperatures and pressures the gas would experience in space.

In addition to Geballe, Najarro and Figer, co-authors of the paper included Najarro’s student Diego de la Fuente and former Gemini science intern Barrett Schlegelmilch.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *