Пресъздаването на част от Вселената в бутилка може да звучи като научна фантастика, но точно това направи Линда Лозурдо.

Лозурдо, докторантка по материалознание и физика на плазмата в Университета на Сидни, използва прости газове и електричество, за да пресъздаде условия, които обикновено се срещат в близост до звезди и свръхнови, и да произведе малко количество космически прах.

Значението на космическия прах

Космическият прах е основен компонент на Вселената. Той играе роля в образуването на звезди и действа като катализатор за органични молекули, които представляват градивните елементи на живота. Прахът е изобилен в междузвездното пространство – обширния регион между звездите, и е вграден в комети и астероиди.

Въпреки това, изучаването му на Земята е трудно, защото макар частици и скали от космоса непрекъснато да бомбардират нашата планета, по-голямата част от този материал изгаря в атмосферата. Малкото, което оцелява под формата на метеорити, често е невъзможно да се локализира и събере.

Отговор на големите въпроси

Лозурдо обясни, че като произвежда космически прах в лабораторията, се надява да даде на учените допълнителен инструмент за разбиране как е започнал животът на Земята.

„Когато разглеждаме големи въпроси като произхода на живота, трябва да погледнем откъде са започнали градивните елементи“, каза тя. „Откъде е започнал живота си целият въглерод на Земята и през какъв вид пътуване е трябвало да премине, за да може след това да се изгражда в неща като аминокиселини?“

Аминокиселините са сред най-ранните молекули, появили се на Земята, и са свързани с повечето жизнени процеси, включително образуването на протеини. Но съществува голям въпрос, каза Лозурдо, дали аминокиселините са се образували на Земята, или имат различен произход – космоса.

Процесът на създаване

За да произведе космическия прах, Лозурдо започна с азот, въглероден диоксид и ацетилен – безцветен газ без мирис, съставен от въглерод и водород. Заедно със съавтора Дейвид Маккензи, професор по физика на материалите в Университета на Сидни, тя изпомпа въздуха от стъклена тръба и въведе газовете. След това двамата приложиха 10 000 волта електричество към газовете в продължение на час, създавайки тип плазма, или електрически зареден газ, наречен „тлеещ разряд“.

„Завършвате верига през самия газ, така че газът се възбужда, електроните отлитат, създавайки среда, в която нещата искат да се свързват, сливат и агрегират“, обясни Лозурдо. „И това е много естествен процес. Това е нещо, за което знаем със сигурност, че се случва около звездите.“

Резултатът беше няколко милиграма „прашни наночастици“. „Те са малко предизвикателни за събиране и анализ, така че това, което правя, всъщност е да накарам праха да се отлага на силициева пластина“, каза тя.

Научна стойност и бъдещи изследвания

Крайната цел на този процес беше да се пресъздадат подобни на космическите условия. Изкуственият прах, създаден по този начин, е подобен на космическия прах в първозданно състояние веднага след като е направен.

Следващата стъпка, казаха изследователите, е да се опитат да променят условията, при които се създава космическият прах, за да изградят база данни от различни типове. „Надяваме се, че един ден нашият прах ще бъде още по-близо до истинския“, каза Лозурдо, „и може да бъде ‘съпоставен’ със специфични обекти като метеорити.“

Експертни мнения

Мартин Маккъустра, професор по химическа физика в Университета Хериът-Уат в Шотландия, който не участва в изследването, нарече работата на изследователите „убедителна“ и „умна техника“.

„Химическата сложност се е развила от много проста начална химия на водородни атоми, въглероден оксид, вода и няколко други малки молекули, отложени върху прахови частици“, обясни той.

Тобин Мунсат, професор по физика в Университета на Колорадо Боулдър, добави: „В крайна сметка, за това е лабораторната работа – пресъздаване на аналог при контролирани условия, който след това можем да приложим, за да разберем естествения свят.“

Дамънвир Грюъл, асистент-професор в катедрата по науки за Земята и планетите в Йейлския университет, заяви че изследването премостява важна празнина между телескопичните наблюдения и лабораторния анализ.

„Откритията предполагат, че сложната органична материя се образува лесно в звездни среди и не е уникална за нашата Слънчева система“, каза той. „Ако тези материали са широко разпространени, това означава, че основните химични градивни елементи за живота вероятно са достъпни за планетни системи в цялата галактика.“

Работата на Лозурдо беше публикувана миналата седмица в The Astrophysical Journal на Американското астрономическо общество.