Det kosmiska stoftet är viktigt för bildandet av molekyler

 

Bild https://www.spektrum.de/news open space

Ett internationellt team med bland annat forskare från Heriot-Watt, Friedrich Schiller University i Jena i Tyskland och University of Virginia beskrivit att damm av mineral fungerar som en katalysator till att enkla föreningar kombineras till mer komplexa, potentiellt livsbildande molekyler även i rymdens extrema kyla. Studien om fenomenet har publicerats i The Astrophysical Journal 

I studien beskrivs att Ytreaktioner mellan koldioxid och ammoniak vilka båda är vanliga i rymden endast sker effektivt då damm är närvarande.

Dessa reaktioner bildar ammoniumkarbamat en förening som misstänks vara en kemisk föregångare till urea och andra livsviktiga molekyler.

Professor Martin McCoustra, astrokemist från Heriot-Watts School of Engineering and Physical Sciences, påtalar: "Damm är inte bara en passiv bakgrundsingrediens i rymden.

"Den ger ytor där molekyler kan mötas, reagera och bilda mer komplex materia.

"I vissa delar av rymden är denna dammpåverkan en förutsättning för att skapa livets molekylära byggstenar.

"Vi vet numera att ytreaktioner sker effektivt och snabbare med damm närvarande än där detta inte finns."

I Dr Alexey Potapovs laboratorium i Jena utgjorde dammiga smörgåsar av tunna lager av koldioxid och ammoniak, separerade av ett lager av porösa silikatkorn som producerats vid laseravdunstning, en realistisk ersättning för kosmiskt stoft.

När proverna som hade en teperatur av –260°C (liknande den i interstellära moln) värmdes upp till cirka –190°C (förhållanden som förekommer när dessa moln utvecklas till protoplanetära skivor), spred sig molekylerna genom dammskiktet och reagerade till att bilda ammoniumkarbamat.

Utan dammlagret reagerade de iskalla molekylerna inte lika bra.

Teamet identifierade detta som ett exempel på syra-bas-katalys som involverar överföring av protoner och det är första gången sådan kemi observerats under simulerade rymdförhållanden.

Dr Alexey Potapov sade: "Resultaten tyder på att dammkorn spelar en mycket mer aktiv roll i astrokemi än man tidigare trott.

"Genom att flyta genom interstellära moln och protoplanetära skivor kan dessa partiklar utgöra mikromiljöer där molekyler möts och utvecklas till mer komplexa former.

Professor McCoustra tillade: "Vi har visat att damm kan främja den kemi som krävs för att bygga mer komplexa organiska ämnen, även vid extremt låga temperaturer.

"Det här kan vara hur naturen övervinner rummets hårdhet för att starta kemin som slutligen leder till liv."

Forskarna planerar att undersöka om andra molekyler kan bildas på samma sätt, och om denna dammdrivna kemi sker idag i protoplanetära skivor. Skivorna där nya planeter blir till.

Stoft i rymden kan störa teleskop på jorden

 

Bild https://www.pickpik.com/

Astronomer som ser på avlägsna objekt i tid och rum får ofta stoffstörningar i sitt teleskops synfält. Det är svårt att ta en närmare titt på en galax som bildades för till exempel fem miljarder år sedan eftersom det finns mycket partiklar som flyter omkring i själva galaxen och blockerar sikten.

Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST) har Anna Sajina, professor i astronomi och astrofysik vid Tufts Universitet i Boston Massachusetts, studerat hur galaxer och svarta hål bildas.

Tillsammans med kollegor har hon upptäckt att det istäckta stoftet i en avlägsen galax liknar stoft av det slag som finns närmare oss. Upptäcktent kommer att göra det möjligt för astronomer att mer exakt kalibrera sina beräkningar för att mäta saker som stjärn- och svarta hålbildning i det tidiga universum.

Svårigheten med att studera dessa avlägsna tidsperioder  är att bildandet av stjärnor och svarta hål är mycket skymt av stoft. I sin forskning fokuserar Sajina på stoffskymda system och på att "förstå hur man korrigerar för effekterna av damm", påtalar hon.

Stoft absorberar stjärnljus och sänder ut det i det infraröda spektrumet är osynligt för det mänskliga ögat. En stor del av astronomernas förståelse av stjärnbildning "bygger på förmågan att korrigera för stoftets störning", beskriver Sajina. "För att korrigera för det måste man göra vissa antaganden om dammets egenskaper."

Stoftet mellan stjärnorna består av små korn av ex kol, kisel och järn. "Platser där stjärnor bildas är fyllda med kall, tät gas och är rikt på stoft. Det är därför stjärnbildning är skymd av stoft." Det interstellära stoftet står också för en stor del av råmaterialet för den slutliga planetbildningen.

Forskarna använde Webbteleskopets instrument för att se i mellaninfrarött ljus,

Sajinas arbete fokuserade på en galax cirka fem miljarder ljusår bort, vilket innebär att ljuset som nådde JWST lämnade galaxen för cirka fem miljarder år sedan. Galaxen har beteckningen SSTXFLS J172458.3+591545, och här finns ett dolt svart hål (stoff mellan oss o hålet gör det dolt i synligt ljus) som aktivt växer genom att konsumera interstellär gas, en så kallad aktiv galaxkärna.

Med den höga känsligheten hos Webbteleskopet kunde forskarna upptäcka molekyler i fast form som is av koldioxid, kolmonoxid och vatten på stoftkornen.

"Vi har upptäckt molekyler och till och med mycket komplexa molekyler i rymden i form av gaser under lång tid", beskriver Sajina, men det här är första gången "som vi tittar direkt på de fasta ishöljena på stoftkornen."

Observationer bortom Vintergatan av dessa objekt "är väldigt, väldigt sällsynta – de här är de första som kunde undersökas bortom det lokala universum flera miljarder år tillbaka i tiden", beskriver hon. "Spektradetaljerna är så mycket bättre att vi kan förstå mer om kemin som finns på ytorna hos dessa korn."

Forskarna fann att sammansättningen av de istäckta stoftpartiklarna "i princip är densamma som den vi ser i objekt i vår egen galax och mycket närliggande objekt", beskriver Sajina. Så om det för fem miljarder år sedan bildades planeter i dessa avlägsna galaxer skulle de ha samma råmaterial som vi hade i Vintergatan.

Studien publicerades nyligen i AstrophysicalJournal. 

Stjärnbildning utan material i överflöd tar tid. Överflödets tid är förbi.

I tidernas begynnelse bildades betydligt fler stjärnor än i dag. Idag är råmaterialet inte lika stort som det var den gången.

Stjärnor bildas av mindre eller större sten och damm, material vilket dras ihop av gravitationen när en stjärna eller planet bildas.

Ju mer material som fanns i universum desto snabbare gick processen. Idag finns inte lika mycket och därför är bildningstakten mindre.

Detta har ett forskningsprojekt  vid Cardiff universitet kommit fram till genom att använda Herschel space teleskope vilket  genom att se ut i det förflutna  genom det infraröda spektret  upptäckt att det tidigare bildades betydligt fler stjärnor under betydligt kortare tid än vad som sker numera.

Materialet för bildandet har minskat därför tar det längre tid att samla ihop material för den stjärnbildning som ännu sker.

Moln överallt, samma samlingsförfarande i allt.

När moln uppstår är de först små och nästan genomskinliga. Efterhand som fler bildas, och de följer naturligtvis vindens rikting, klumpas de ihop av någon av mig okänd kraft. De dras samman av något som fungerar likt gravitationen för fallande föremål eller himlakroppars dragningskraft till varandra. Fysik är inte min starka sida.

Små molnstoff på himlavalvet bildar molnområden till slut och efterhand kan detta bli regn som resultat.

Samma sak händer i vatten när det gäller ex alger och deras sammanbindningar.

Men vad jag tänker på är att det även gäller löv nu under lövfällningen. Sätt dig eller stå och beakta lövens framglidande nu i höst i en flod eller å.

De kommer i små sjok eller ensamma följande vattnets strömmar. Men snart upptäcker du att de små enstaka löven eller sjoken flyter samman mot större sjok och snart är floden gul av stora sjok. Sjok som blir större och större både ytmässigt och på djupet.

Naturen samlar små ting och bildar stora ting av samma material där så är möjligt.
Både då det handlar om organiskt som oorganiskt material.
Jag misstänker att gravitationen är inblandad i denna process.

Att den inte bara gäller uppifrån och ner utan även från alla riktningar. Självklart störd på jorden av atmosfärens påverkningar. Men själva atmosfären i sig är säkert även den ett resultat av gravitation.

Den breder ju ut sig i alla riktningar likt insamlade löv en höstdag i en flod. Allt beror troligen på gravitationskraften, människans uppbyggnad hålls ihop av kraften likt allt annat överallt i alla tider sedan tidernas början. Men vad den är, om det är en gudomlig kraft, starten på allt eller vad, det vet vi inte. Är det Gud?