Hubble Confirma Buckyballs Interestelares

De uma confusão de pistas confusas nas observações do espaço interestelar pelo Hubble, os cientistas descobriram evidências de uma molécula de celebridade: Buckminsterfullerene ionizado ou bolas de bucky.

Ilustração do artista do Buckminsterfullerene, uma molécula que consiste em 60 átomos de carbono. Pesquisas recentes descobriram evidências dessa molécula no meio interestelar difuso.
NASA / JPL-Caltech

Classificando sinais difusos

O que compõe o tênue gás e poeira que permeia nossa galáxia, preenchendo o espaço entre as estrelas? Que tipos de moléculas complexas podem se formar naturalmente em nosso universo, fora das condições potencialmente inventadas dos laboratórios do lado da Terra? Onde essas moléculas podem se formar e como elas são distribuídas pelo espaço?

Espectros do Hubble de sete linhas de visão interestelar fortemente avermelhadas (sete principais linhas pretas) e quatro estrelas padrão não avermelhadas (quatro linhas inferiores). A linha vermelha na parte superior indica um espectro de laboratório para o C60 +. As posições dos quatro recursos de absorção associados ao C60 + são marcadas com linhas tracejadas verticais. Clique para ampliar.
Cordiner et al. 2019

Essas estão entre as muitas questões abertas sobre a química do nosso universo. Um quebra-cabeça de longa data em particular para astrônomos é a causa do que é conhecido como `` bandas interestelares difusas '': centenas de amplos recursos de absorção que aparecem no espectro óptico a infravermelho próximo de estrelas avermelhadas.

Modelo da estrutura de uma buckyball.
Mstroek

Essas características não são causadas pelas próprias estrelas; portanto, devem ser causadas pela absorção de luz pelo meio interestelar difuso (ISM) entre nós e as estrelas. Mas a confusão de centenas de recursos - e as condições desconhecidas sob as quais eles são produzidos - tornou incrivelmente desafiador identificar as moléculas individuais presentes no ISM difuso.

Um novo estudo liderado por Martin Cordiner (NASA Goddard SFC; Universidade Católica da América) apresenta observações do Telescópio Espacial Hubble - evitando assim a complicação adicional das características de absorção da atmosfera da Terra - que exploram ainda mais essas faixas interestelares difusas. As linhas de visão do Hubble em direção a 11 estrelas confirmam uma molécula especial dentro dessa confusão: Buckminsterfullerene.

Uma molécula de celebridade

O íon C 60 +, formalmente conhecido como Buckminsterfullerene e informalmente conhecido como "buckyball", é uma molécula enorme composta por 60 átomos de carbono dispostos em forma de bola de futebol. Anteriormente, as maiores moléculas conhecidas definitivamente detectadas no meio interestelar difuso continham não mais de três átomos mais pesados ​​que o hidrogênio - portanto, a detecção de bolas de bucky representa um aumento dramático no limite de tamanho conhecido!

Espectros médios para as linhas de visão observadas para estrelas avermelhadas (preto, superior) e não avermelhada (cinza, inferior), em torno de quatro recursos de absorção previstos para o C60 +. Os espectros de comparação de laboratório para o C60 + são sobrepostos como linhas vermelhas.
Cordiner et al. 2019

Cordiner e colaboradores usam uma nova técnica de varredura para obter espectros de sinal-ruído ultra-altos de sete estrelas que são significativamente avermelhadas ao obscurecer o ISM e quatro estrelas que não são. Eles então buscam sinais de absorção em quatro comprimentos de onda - 9348, 9365, 9428 e 9577 Å - previstos por experimentos de laboratório associados ao C 60 + .

Os autores descobrem que obtêm detecções confiáveis ​​das três linhas mais fortes dessas linhas de absorção nos espectros em direção às sete estrelas avermelhadas e não encontram sinais dessa absorção nas quatro estrelas não obscurecidas. A absorção de 9348 Å não foi detectada, mas como se prevê ser uma característica muito fraca, esse resultado não é surpreendente. As forças relativas das três linhas detectadas também se encaixam nas previsões laboratoriais.

A consistência dos resultados de Cordiner e dos colaboradores com a previsão fornece a confirmação mais forte ainda da presença de bolas de bucky no ISM difuso. Essa detecção pode nos ajudar a caracterizar outros componentes do ISM difuso e entender melhor as condições sob as quais existem moléculas complexas no ambiente extremo e de baixa densidade do espaço interestelar.

Citação:
“Confirmando o interestelar C 60 + usando o telescópio espacial Hubble”, MA Cordiner et al 2019 ApJL 875 L28. doi: 10.3847 / 2041-8213 / ab14e5


Este post foi publicado originalmente na AAS Nova, que apresenta destaques de pesquisas das revistas da American Astronomical Society.