O oxigênio é o terceiro elemento mais comum no universo, depois de hidrogênio e hélio, e nas astrônomos 1970 previu que o oxigênio molecular seria a terceira molécula interestelar mais comum, depois do hidrogênio molecular (H2) e monóxido de carbono (CO). Na verdade, os astrônomos detectaram oxigênio molecular interestelar em apenas dois lugares: a Nebulosa de Orion eo Rho Ophiuchi nuvem (acima). Mas mesmo lá a molécula é muito mais raro do que a teoria prevê. Por exemplo, moléculas de hidrogênio na nebulosa de Orion superam as moléculas de oxigênio de um milhão para um.
Em 1998, a NASA ainda lançou um satélite que era suposto encontrar lotes de oxigênio molecular, mas nunca fiz, exceto quando os cientistas, preocupado que o instrumento estava com defeito, apontou-a para a Terra. Agora, um experimento de terra revelou por que esta molécula que dá vida é tão rara no cosmos: porque os átomos de oxigênio se agarrar firmemente a stardust, impedindo-os de se unindo para formar moléculas de oxigênio. A descoberta deve produzir insights sobre as condições químicas que prevalecem quando surgem estrelas e planetas.
Para explicar a escassez, os astrônomos propôs recentemente que os átomos de oxigênio se ligam fortemente às partículas de poeira que espaço pimenta nuvens. "Todo mundo sabe que a energia de ligação de oxigênio atômico é muito importante", diz Jiao Ele, astrofísico experimental da Universidade de Syracuse, em Nova York. "Mas não havia medição experimental deste parâmetro."
Agora, ele e seus colegas mediram este número. Os cientistas aquecida dois tipos de sólidos que compõem os grãos de poeira interestelar água-gelo e silicato-para ver como facilmente átomos de oxigênio escapar. Como eles recentemente relatado no The Astrophysical Journal, a energia de ligação de oxigênio é mais do que o dobro do que décadas os cientistas haviam calculado atrás: 0,14 elétron-volts para gelo de água e 0,16 elétron-volts para silicato. Isso é alta o suficiente para manter os átomos de oxigênio preso a poeira estelar sem o calor mínima de nuvens interestelares frios desalojando-los. A nebulosa de Orion pode dever a sua pequena quantidade de oxigênio molecular a uma onda de choque que rasgado átomos dos grãos de poeira; Ar da Terra está repleta de oxigênio porque as árvores e outras plantas colocá-lo lá.
"É uma medida muito valioso", diz Gary Melnick, um astrofísico do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica em Cambridge, Massachusetts, que recentemente previu uma energia de ligação cerca de tão alto. "Isso explica muita coisa."
Os átomos de oxigénio que flutuam longe de grãos de poeira interestelar podem se juntar para fazer o oxigênio molecular. Mas quando eles ficam presos aos grãos, os átomos de hidrogênio se combinam com o oxigênio para criar gelo de água (H2O) em seu lugar. A água pode então tornar-se parte dos asteróides, cometas e planetas, preparando o terreno para a criação da vida.
Paul Goldsmith, um astrônomo do Laboratório de Propulsão a Jato em Pasadena, Califórnia, passou mais de um quarto de século em busca de oxigênio molecular interestelar antes de finalmente ter sucesso quando Observatório Espacial Herschel da Europa examinou a Nebulosa de Orion em 2010 e detectou a molécula indescritível. "Eu posso ter sido mal orientado em gastar tantos anos procurando por ele, mas de certa forma, com esses dados de laboratório e todos os dados Herschel, podemos realmente dizer bem, nós entendemos isso agora."
A imagem na parte superior da página mostra Rho Ophiuchi, a estrela tripla brilhante na direita da imagem, que está cercada pelo azul nebulosa de reflexão, IC 4604. Na parte inferior da imagem, a estrela azul Sigma Scorpii está rodeado por um intensa nebulosa de emissão de hidrogênio vermelho. Para o canto superior esquerdo da Sigma Scorpii é o grande aglomerado globular M4. Para a esquerda superior é a estrela mais brilhante da imagem, a supergigante vermelha Antares, que significa "rival de Marte".
Se Antares estiveram no centro do nosso sistema solar, a sua atmosfera exterior chegaria à órbita de Júpiter. Forte vento estelar Antares 'criou a nebulosa amarela relativamente fria IC 4606, que parece envolver a estrela. O campo de visão é pontuada por parte do B44 a nebulosa escura, conhecida como The Dark River, criado a partir de poeira que está na frente da nebulosa circundante.
O Galaxy diário via sciencemag.org
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