Odkrycie fulerenów w materii międzygwiazdowej

W numerze Science z 3 września 2010 r. J. Cami i inni ogłosili odkrycie fulerenów C60 i C70 w młodej mgławicy planetarnej Tc 1. Astronomowie obserwowali Tc 1 za pomocą kosmicznego teleskopu Spitzera.

Tc 1 to mgławica planetarna, wokół gwiazdy AGB. Jest to środowisko obfite w węgiel, ubogie w wodór i zawierające dużo pyłu międzygwiazdowego. Autorzy podają, że brak jest  linii emisyjnych z PAH (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne), a widmo zdominowane jest przez silne linie C60 dla 7.0, 8.5, 17.4 i 18.9 μm i słabsze linie C70.
Brak linii kationów i anionów C60 oznacza, że fulereny są w stanie neutralnym, a analiza wskazuje, ze linie pochodzą z cząstek w fazie stałej, a nie gazowej.

Autorzy twierdzą,  że C60 znajduje się bliżej źródła niż C70, co wskazuje, że C70 powstaje z C60 w czasie oddalania się od źródła.

Według autorów obecność lub brak wodoru w bogatym w węgiel otoczeniu determinuje powstawanie PAH lub fulerenów i stawiają wniosek, że tylko w obiektach, które pozbędą się całkowicie otoczki wodorowej
mogą powstawać fulereny.

W szybkim czasie wniosek ten został obalony przez D.A. Garcia-Hernandeza i innych, którzy zaobserwowali fulereny C60 i C70 i jednocześnie PAH w mgławicy planetarnej zwierającej wodór.

Ponadto, obserwacje fulerenów C60 w mgławicach refleksyjnych opublikowali K. Sellgran i inni.

Można się spodziewać sporej ilości nowych publikacji na ten temat.

Ziemia i Księżyc powstały później

Dotychczas sądzono, że Ziemia i Księżyc powstały w wyniku zderzenia dwóch planet wielkości Marsa i Wenus, które miało miejsce, gdy Układ Słoneczny miał około 30 milionów lat, czyli około 4.537 miliarda lat temu. Jednak najnowsze badania naukowców z Instytutu Nielsa Bohra dowodzą, że stało się to nawet 150 milionów po powstaniu Układu Słonecznego.

Tais W. Dahl z Instytutu Nielsa Bohra Uniwersytetu w Kopenhadze i David J. Stevenson z Caltechu uzyskali wiek Ziemi i Księżyca na podstawie izotopów wolframu, za pomocą których można stwierdzić, czy żelazne jądra i ich skalne otoczki zostały zmieszane ze sobą podczas kolizji.

Zderzenie dwóch planet, które miały żelazne jądra i otoczki z krzemianów trwało nie dłużej niż 24 godziny, a temperatura Ziemi dochodziła do 7000º C. W takich warunkach skała i metal stopiły się, ale czy się zmieszały? Do niedawna uważano, że zmieszały się całkowicie i stąd pogląd, że Księżyc powstał 4.537 miliarda lat temu.

Najnowsze badania jednak temu przeczą. Wiek Ziemi i Księżyca można ustalić badając obecność pewnych pierwiastków w płaszczu Ziemi. Hafn-182 jest pierwiastkiem radioaktywnym, który rozpada się i przekształca w izotop wolframu-182. Oba pierwiastki mają różne właściwości chemiczne. Izotop wolframu lepiej wiąże się z metalem, a hafn z krzemianami.

Aby hafn rozpadł się całkowicie i przekształcił w wolfram potrzeba 50-60 milionów lat. W czasie zderzenia żelazo niemal w całości znalazło się w jądrze Ziemi, ale czy cały wolfram również?

Naukowcy używając modeli mieszania turbulentnego płynnej skały i żelaza stwierdzili, że izotopy wolframu z wczesnego okresu formowania się Ziemi znajdują się w jej skalnym płaszczu.

Badania te dowodzą, że zderzenie, podczas którego powstał Księżyc miało miejsce po tym, jak cały hafn rozpadł się w wolfram.

Oryginalny artykuł (płatny):

Tais W. Dahl, David J. Stevenson, Turbulent mixing of metal and silicate during planet accretion -- And interpretation of the Hf-W chronometer,
Earth and Planetary Science Letters, Volume 295, Issues 1-2, 15 June 2010, Pages 177-186, ISSN 0012-821X, DOI: 10.1016/j.epsl.2010.03.038.
(http://www.sciencedirect.com/science/article/B6V61-5021JBF-1/2/91561e01eca801be1c32e255f59e866c)

Jeszcze żyję

Jeszcze żyję, ale marne szanse, że coś nowego się tu ukaże w najbliższym czasie. Przynajmniej nic nowego z dziedziny astrofizyki. Może jeszcze kiedyś do tego wrócę. Pozdrawiam czytelników i przepraszam, że zawiodłem Wasze oczekiwania na notki astrofizyczne.