Alkohol w kosmosie

Sagittarius B2

Kolorowe zdjęcie centrum naszej Galaktyki i obłoku Sagittarius B2. Odkryto w nim ogromne ilości alkoholu. (fot.: ESO/APEX & MSX/IPAC/NASA)

Wydawałoby się, że kosmos to zimna, bezkresna pustka poprzetykana chmurami wodoru i pyłu. Tymczasem okazuje się, że można w nim znaleźć ogromne obłoki związków organicznych, w tym także alkoholu.

Astronomowie to dziwni naukowcy. O ile można zrozumieć ekscytację odkryciem ogromnych ilości alkoholu w przestrzeni kosmicznej – bo któż nie ucieszyłby się na widok dobrze zaopatrzonego barku – to jednak największe poruszenie wywołało odkrycie w 2001 roku alkoholu winylowego. To nie jest alkohol zdatny do picia, więc skąd ta euforia? Okazuje się, że to bardzo ważny klocek kosmicznej układanki chemii organicznej. O ile alkohol składa się z dosyć popularnych w kosmosie pierwiastków jakimi jest wodór, węgiel i tlen, o tyle powstanie molekuły daje nam bardzo ciekawy obraz kosmicznej chemii organicznej. Dla naukowców nie jest ważne, że jakaś dziwna molekuła powstała gdzieś w kosmosie – w końcu na Ziemi nie takie rzeczy jak alkohol powstają. Ważne to, że powstają w takiej ilości, że widać je z daleka (dziesiątki tysięcy lat świetlnych od nas). Jeśli chmury zawierające alkohol są tysiące razy większe od Układu Słonecznego, to z pewnością powstają na skutek procesów chemicznych na wielką skalę. Alkohol winylowy składa się z dwóch atomów węgla i musi powstawać na skutek jakiejś reakcji na masową skalę pozwalającej na łączenie atomów węgla w dłuższe łańcuchy. Dodatkowo alkohol winylowy jest niestabilną cząsteczką, więc stanowi swego rodzaju stację przesiadkową do innych związków chemicznych, w tym takich które mogą później wytworzyć białka – podstawowe składniki żywych organizmów.

Sam alkohol etylowy (czyli ten zdatny do spożycia) w kosmosie jest dosyć często spotykany, w kosmicznych rzecz jasna ilościach. Po raz pierwszy odkrył go w 1975 roku w przestrzeni międzygwiezdnej Benjamin Zuckerman z University of California. W 1995 roku brytyjscy naukowcy odkryli chmurę alkoholu odległą o 10 tys. lat świetlnych i pokusili się o oszacowanie jej objętości, która ich zdaniem wynosi 200 kwadrylionów (bilion bilionów) litrów. To oznacza, że gdyby każdy człowiek na ziemi pił dziennie jeden litr tego alkoholu to starczyłoby go na 300 bilionów lat, czyli bagatela 20 tysięcy razy dłużej niż istnieje Wszechświat. W razie gdyby ktoś chciał się wybrać podajemy adres: chodzi o mgławicę G34.3 w gwiazdozbiorze Orła.

C2H5OH nadaje

Niezwykle ciekawe jest jak z odległości 10 tys. lat świetlnych (rok świetlny to około 9,4 biliona kilometrów, czyli dystans jaki pokonuj światło w ciągu roku) astronomowie są w stanie określić skład chemiczny obłoków gwiezdnych. Wykorzystują do tego pewną własność wszystkich atomów i cząsteczek polegającą na tym, że po dostarczeniu energii chcą się jej pozbyć, a mogą to zrobić między innymi emitując fotony. Ale pobudzone cząsteczki nie mogą emitować byle jakich fotonów. Emisja wiąże się z przeskokiem elektronu z wyższego na niższy poziom energii. Tych poziomów jest tylko kilka – fizycy mówią że są skwantowane. To oznacza, że atomy i cząsteczki oddają energię w ściśle określonych porcjach, a porcja energii unoszona przez foton jednoznacznie określa częstotliwość światła, czyli inaczej mówiąc – jego kolor. Warto wiedzieć, że fizycy bardzo szeroko rozumieją pojęcie światła i fale radiowe są dla nich też rodzajem światła, co przesadnie dziwne nie jest. Fale radiowe są takimi samymi falami elektromagnetycznymi jak fale światła, jedyna różnica polega na tym, że pewną częstotliwość tychże fal wykrywamy za pomocą wzroku i interpretujemy właśnie jako światło. Aby odkrywać inne częstotliwości fal elektromagnetycznych potrzebujemy różnych detektorów, do łapania fotonów o niskiej częstotliwości służą anteny radiowe – czyli słynne radioteleskopy.

To właśnie za pomocą radioteleskopów można wykrywać atomy emitowane przez alkohol. Mechanizm produkcji tych fotonów jest też bardzo ciekawy – rodzące się gwiazdy emitują fale radiowe z bardzo szerokiego spektrum. Gdy fotony trafiają na pobudzoną molekułę, w której elektron gotów jest do spaść na niższy poziom elektryczny to niejako zmuszają tenże elektron do upadku, a tym samym cząsteczkę do świecenia. W ten sposób zamiast jednego fotonu mamy już dwa. Haczyk polega na tym, że foton może wywołać emisję drugiego fotonu tylko wtedy gdy ma właściwą częstotliwość, odpowiadającą energii elektronu. Tak więc w zalewie fotonów z rodzącej się gwiazdy powielane są tylko te, które mogą emitować nasze molekuły. W ten sposób chmura alkoholu wzmacnia sygnał dorzucając dodatkowe fotony i na detektorach widać jaśniejsze plamy tam gdzie w kosmosie jest alkohol (czy inny związek chemiczny). Częstotliwości radiowe wzmacniane przez związki chemiczne są jak ich odcisk palca i po tym można jednoznacznie określić z czym mamy do czynienia, nawet z ogromnych odległości.

Rum z malinami

Szukając śladów różnych związków chemicznych astronomowie skierowali radioteleskopy na ogromny obłok w centrum naszej galaktyki. Znaleźli tam oprócz alkoholu etylowego mrówczan etylu, ester kwasu mrówkowego i etanolu o wzorze HCOOC2H5. Substancja ta odpowiada za smak malin, a także nadaje charakterystyczny zapach rumowi. Słowem w centrum galaktyki znajduje się ogromna chmura ciekawego koktajlu.

Kometa C/2014 Q2 (Lovejoy)

Kometa uwalniająca alkohol w przestrzeni kosmicznej (John Vermette, www.johnsastrophotos.com)

Ale żeby znaleźć alkohol w kosmosie wcale nie trzeba lecieć do centrum galaktyki, do którego wcale nie mamy blisko (żyjemy na uboczu). Okazuje się, że nawet w Układzie Słonecznym można znaleźć nie małe zasoby etanolu. W marcu 2007 roku Australijczyk Terry Lovejoy odkrył kometę długookresową, która nazwana została C/2007 E2 (Lovejoy). Jej jeden obieg wokół Słońca trwa prawie 50 tys. lat. Gdy przeleciała w okolicach Ziemi udało się stwierdzić, że zostawiła za sobą obłok etanolu zmieszanego z cukrem – aldehydem glicerynowym. W szczytowym momencie z komety wydobywało się 250 litrów alkoholu na sekundę. W tym samym czasie wydobywało się z niej 20 tysięcy litrów wody na sekundę, więc alkohol jest mocno rozwodniony, ale fakt pozostaje faktem – raz na 50 tysięcy lat w okolicach Ziemi przelatuje kosmiczna gorzelnia.

Strona używa plików cookie, by ją przeglądać musisz zaakceptować ten fakt. Więcej informacji

Pliki cookie to małe informacje zapisywane w przeglądarce, by później serwer wiedział z kim ma do czynienia. Dzięki plikom cookie nie trzeba powtarzać za każdym razem weryfikacji wieku. Pliki cookie wykorzystywane są również przez system Google Analytics badający ruch na stronie.

Zamknij