Kuhinje so tam, kjer ustvarjamo. Od drobtine torte do koruze na storžu, se zgodi tukaj. Če ste podobni meni, ste purana občasno pustili v pečici ali kuhali piščanca na žaru. Ko se meso opeče, so med vonji, ki vaš nos sporočajo o slabi vesti, ravne molekule, sestavljene iz ogljikovih atomov, razporejenih po vzorcu satja, imenovanih PAHs policiklični aromatski ogljikovodiki.
PAH predstavljajo približno 10% ogljika v vesolju in ga ne najdemo le v vaši kuhinji, ampak tudi v vesolju, kjer so ga odkrili leta 1998. Tudi kometi in meteoriti vsebujejo PAH. Na sliki vidite, da so sestavljeni iz več do številnih medsebojno povezanih obročev ogljikovih atomov, razporejenih na različne načine, da sestavljajo različne spojine. Več kolobarjev je kompleksnejša molekula, vendar je osnovni vzorec za vse enak.
Vse življenje na Zemlji temelji na ogljiku. Hiter pregled človeškega telesa razkrije, da je 18,5% sestavljeno samo iz tega elementa. Zakaj je ogljik tako ključen? Ker se lahko veže nase in številne druge atome na različne načine, da ustvari veliko zapletenih molekul, ki živim organizmom omogočajo opravljanje številnih funkcij. Z ogljikom bogati PAH so morda celo sodelovali v evoluciji življenja, saj prihajajo v različnih oblikah s potencialno veliko funkcijami. Eden od teh je morda bil spodbujajo nastajanje RNA (partner DNK "življenjske molekule").
Mednarodna skupina raziskovalcev se je v nadaljnjem iskanju, kako se preproste molekule ogljika razvijejo v bolj zapletene in kakšno vlogo lahko te spojine igrajo v izvoru življenja, osredotočila na Nasino Stratosferski observatorij za infrardečo astronomijo (SOFIA) in druge opazovalnice PAH, ki jih najdemo v barvnem Irisova meglica v severnem ozvezdju Kefej Kralj.
Bavo Croiset z univerze Leiden na Nizozemskem in skupina sta ugotovila, da se PAH v meglici zadene ultravijolično sevanje iz njegove osrednje zvezde, da se razvijejo v večje, bolj zapletene molekule. Znanstveniki domnevajo, da je rast kompleksnih organskih molekul, kot so PAH, eden od korakov, ki vodijo do nastanka življenja.
Močna UV-svetloba novorojenega masivne zvezde, kot je tista, ki nastavlja Iris meglico, bi razgrajevala velike organske molekule na manjše, namesto da bi jih nakopičila, glede na sedanji pogled. Da bi preizkusili to idejo, so raziskovalci želeli oceniti velikost molekul na različnih lokacijah glede na osrednjo zvezdo.
Croisetova ekipa je uporabila SOFIA, da se je povzpel nad večino vodne pare v atmosferi, tako da je lahko opazoval meglico v infrardeči svetlobi, obliki svetlobe, ki je očem nevidna, ki jo zaznavamo kot toploto. Instrumenti SOFIA so občutljivi na dve infrardeči valovni dolžini, ki ju ustvarjajo te posebne molekule, s pomočjo katerih lahko ocenimo njihovo velikost. Skupina je analizirala slike SOFIA v kombinaciji s podatki, ki so jih predhodno pridobili Spitzerjev infrardeči observatorij, vesoljski teleskop Hubble in teleskop Kanada-Francija-Havaji na Velikem otoku Havaji.
Analiza kaže, da se velikost molekul PAH v tej meglici razlikuje glede na lokacijo v jasnem vzorcu. Povprečna velikost molekul v osrednji votlini meglice, ki obdaja mlado zvezdo, je večja kot na površini oblaka na zunanjem robu votline. Dobili so tudi presenečenje: sevanje zvezde je povzročilo neto rast števila zapletenih PAH, ne pa njihovo uničenje na manjše koščke.
V objavljen prispevek skupina Astronomy in Astrophysics je ugotovila, da je to spreminjanje velikosti molekul posledica tako, da se nekatere najmanjše molekule uničijo zaradi ostrega ultravijoličnega sevalnega polja zvezde, kot tudi do obsevanja molekul srednje velikosti, tako da se združijo v večje molekule.
Toliko se začne z zvezdami. Ne samo, da tvorijo ogljikove atome v osnovi biologije, ampak zdi se, da jih pasti tudi v bolj zapletene oblike. Resnično se lahko zahvalimo našim srečnim zvezdam!
