Keresztes Barbara: Űrkutatás laboratóriumban – Mivel foglalkozik az asztrokémia?

2022.08.04.
Keresztes Barbara: Űrkutatás laboratóriumban – Mivel foglalkozik az asztrokémia?
A cikk a IV. Tudománykommunikációs versenyen tudománykommunikációs hír/cikk junior kategóriában holtversenyben I. helyezést ért el.

Hallott már, kedves Olvasó, a TARDIS-ról vagy az Ezeréves Sólyomról? Esetleg a valóságban is létező, a NASA által megalkotott űrsiklóról, a Discovery-ről? A Nemzetközi Űrállomásról? Ha a válasz bármelyik kérdésre igen, akkor biztosan elgondolkodott már azon is, hogy mivel foglalkoznak a világegyetem felépítését kutató tudósok. A csillagközi tér részecskéinek azonosításával, a köztük végbemenő kémiai folyamatok vizsgálatával az asztrokémia foglalkozik.

A valóságban sajnos még nem léteznek pillanatok alatt hatalmas távolságokra, több száz fényévre eljutó űrhajók, emiatt a kutatók nem tudnak elutazni a világegyetem minden pontjára. A csillagközi tér részecskéit távolról, a Föld közeléből kell azonosítani. Ezek az azonosítások színképelemzéssel lehetségesek.

A színképelemzések során a molekulák és a fény részecskéi, más néven fotonok kölcsönhatását kell megvizsgálni. Ha egy foton találkozik egy részecskével, akkor a fotont a molekula elnyelheti. Minden részecske más-más hullámhosszú fény elnyelésére képes, emiatt minden molekula színképe eltérő, mindre a saját, egyedi spektruma jellemző. Az űrtávcsövek, például a Hubble Űrtávcső, vagy a tavaly decemberben útnak indított James Webb Űrteleszkóp, színképeket vesznek fel a világűrről. Ahhoz, hogy ezen spektrumok alapján a csillagközi tér részecskéit azonosítani tudjuk, ismernünk kell a molekulák színképeit. Ehhez elméleti úton, illetve laboratóriumi kísérletek során kell meghatároznunk, hogy egy-egy részecske milyen hullámhosszú foton elnyelésére képes.

Kutatásaink során mi is színképelemzéssel foglalkozunk.

A kísérletek előtt meghatározzuk a vizsgált részecskék elméleti spektrumait, majd ezeket a kísérleteink során felhasználjuk a lejátszódó kémiai folyamatok meghatározására. A csillagközi térben alacsony nyomás és hőmérséklet uralkodik, a kísérletek során ezeket a különleges körülményeket is modelleznünk kell.

Az egyik kutatásunk során azt vizsgáltuk, hogy a fulminsav (HCNO) és a formaldoxim (H2CNOH) molekulák mennyisége között fennállhat-e kapcsolat a csillagközi térben. A világegyetemben gyakoriak a hidrogénatomokkal lejátszódó reakciók, így elképzelhető, hogy a két említett molekula átalakulhat egymásba. A kapott eredményeink alapján a H2CNOH molekulákból könnyen létrejöhetnek HCNO részecskék, ám fordítva ez nem igaz, a HCNO molekulákból nem sikerült H2CNOH részecskéket kialakítani. A két molekula mennyisége között ezek alapján kapcsolat áll fenn, ez magyarázhatja azt, hogy amíg a HCNO nagy mennyiségben jelen van a csillagközi térben, addig a H2CNOH részecskéket miért nem sikerült még kimutatni.

Láthatja, kedves Olvasó, hogy a színképelemzések elengedhetetlenek a csillagközi teret felépítő részecskék azonosításához, kémiai változásaik vizsgálatához. Vajon mennyi információt tudhatunk még meg a világegyetemről az asztrokémia segítségével? A határ a csillagos ég.

(Témavezetők: Dr. Tarczay György, Dr. Góbi Sándor)

A cikk az Innovációs és Technológiai Minisztérium Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült.

Forrás: elte.hu