Dimantu atrašana meteorītos lika zinātniekiem nopietni padomāt par to, kā tie varētu rasties kosmosā. Šajā mākslinieku koncepcijā ir parādīti daudzi dimanti blakus karstajai zvaigznei. Attēlu sagatavoja NASA / JPL-Caltech.
Dimanti uz Zemes var būt reti, taču pārsteidzoši izplatīti kosmosā - un NASA Spicera kosmiskā teleskopa īpaši jutīgās infrasarkanās acis ir lieliski piemēroti to izlūkošanai, saka zinātnieki NASA Ames pētījumu centrā Moffett Field, Kalifornijā.
Izmantojot datorsimulācijas, pētnieki ir izstrādājuši stratēģiju, kā kosmosā atrast dimantus, kuru izmērs ir tikai nanometrs (metra miljardā daļa). Šie dārgakmeņi ir apmēram 25 000 reizes mazāki nekā smilšu graudi, kas ir pārāk mazi saderināšanās gredzenam. Bet astronomi uzskata, ka šīs sīkās daļiņas varētu sniegt vērtīgu ieskatu par to, kā kosmosā attīstās ar oglekli bagātas molekulas, kas ir dzīvības pamats uz Zemes.
Zinātnieki sāka nopietni domāt par dimantu klātbūtni kosmosā astoņdesmitajos gados, kad Zemei sabrukušo meteorītu pētījumi atklāja daudzus sīkus nanometru izmēra dimantus. Astronomi noteica, ka 3 procenti no visa oglekļa, kas atrodams meteorītos, nāk nanodimantu veidā. Ja meteorīti atspoguļo putekļu saturu kosmosā, aprēķini rāda, ka tikai grams putekļu un gāzes kosmiskajā mākonī varētu saturēt pat 10 000 triljonus nanodiamontu.
"Jautājums, kas mums vienmēr tiek uzdots, ir tāds, ka, ja nanodimantu ir daudz kosmosā, kāpēc gan mēs tos neesam redzējuši biežāk?" saka Čārlzs Baušlichers no Eimsa pētījumu centra. Viņi ir pamanīti tikai divas reizes. "Patiesība ir tāda, ka mēs vienkārši nezinājām pietiekami daudz par viņu infrasarkanajiem un elektroniskajiem parametriem, lai varētu noteikt viņu pirkstu nospiedumus."
Lai atrisinātu šo dilemmu, Baušlichers un viņa pētnieku grupa izmantoja datoru programmatūru, lai modelētu starpzvaigžņu vides - telpas starp zvaigznēm - apstākļus, kas piepildīti ar nanodimantu. Viņi atklāja, ka šie kosmosa dimanti spilgti spīd pie infrasarkanās gaismas diapazona no 3,4 līdz 3,5 mikroniem un no 6 līdz 10 mikroniem, kur Spitzer ir īpaši jutīgs.
Astronomiem vajadzētu būt iespējai redzēt debess dimantus, meklējot viņu unikālos "infrasarkanos pirkstu nospiedumus". Kad gaisma no tuvumā esošās zvaigznes sašaurina molekulu, tās saites stiepjas, vērpjas un izliekas, iegūstot raksturīgu infrasarkanās gaismas krāsu. Līdzīgi kā prizma, kas šķeļ balto gaismu varavīksnē, Spitzers infrasarkanais spektrometra instruments sašķeļ infrasarkano gaismu tā sastāvdaļās, ļaujot zinātniekiem redzēt katras atsevišķās molekulas gaismas signālu.
Komandas locekļiem ir aizdomas, ka kosmosā vēl nav pamanīts vairāk dimantu, jo astronomi nav meklējuši īstajās vietās ar pareizajiem instrumentiem. Dimanti ir izgatavoti no cieši saistītiem oglekļa atomiem, tāpēc, lai dimanta saites varētu saliekties un pārvietoties, nepieciešams daudz augstas enerģijas ultravioletā starojuma, iegūstot infrasarkano pirkstu nospiedumu. Tādējādi zinātnieki secināja, ka labākā vieta, kur redzēt kosmosa dimantu parakstu spīdumu, atrodas tieši blakus karstajai zvaigznei.
Kad astronomi izdomājuši, kur meklēt nanodimantu, vēl viens noslēpums ir saprast, kā tie veidojas starpzvaigžņu telpas vidē.
"Kosmosa dimanti veidojas ļoti atšķirīgos apstākļos nekā dimanti veidojas uz Zemes," saka Luiss Allamandola, arī Ames.
Viņš norāda, ka dimanti uz Zemes veidojas milzīga spiediena ietekmē dziļi planētas iekšienē, kur arī ir ļoti augsta temperatūra. Tomēr kosmosa dimanti ir sastopami aukstos molekulāros mākoņos, kur spiediens ir miljardiem reižu zemāks un temperatūra ir zem mīnus 240 grādiem pēc Celsija (mīnus 400 grādi pēc Fārenheita).
"Tagad, kad mēs zinām, kur meklēt kvēlojošus nanodimantu, infrasarkanie teleskopi, piemēram, Spitzer, var palīdzēt mums uzzināt vairāk par viņu dzīvi kosmosā," saka Allamandola.
Baušlichera raksts par šo tēmu ir pieņemts publicēšanai Astrophysical Journal. Allamandola bija līdzautore uz papīra, kā arī Yufei Liu, Alessandra Ricca un Andrew L. Mattioda, arī no Ames.
NASA reaktīvo dzinēju laboratorija Pasadenā, Kalifornijā, vada Spicera kosmiskā teleskopa misiju NASA Zinātnes misijas direktorātam Vašingtonā. Zinātniskās operācijas tiek veiktas Spicera zinātnes centrā Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā, arī Pasadena. Caltech pārvalda JPL NASA.