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