Para ilmuwan yang bekerja dengan Hubble Space Telescope telah menemukan molekul yang sangat kompleks di luar angkasa. Disebut Buckyballs, setelah pemikir terkenal Buckminster Fuller, mereka adalah susunan molekul 60 atom karbon (C60) dalam bentuk kasar bola sepak. Meskipun ini bukan pertama kalinya molekul eksotis ini ditemukan di ruang angkasa, ini adalah pertama kalinya ion Buckyball ditemukan.
Buckyballs, (alias Buckminsterfullerenes) ditemukan di Medium Antarbintang (ISM,) materi difus dan radiasi yang ada di antara sistem tata surya. Karena ISM adalah jenis masalah mendasar yang pada akhirnya terbentuk bintang dan planet, para astronom benar-benar tertarik padanya. Memahami isi ISM menjelaskan kebangkitan bintang, planet, dan akhirnya kehidupan itu sendiri.
“Konfirmasi kami tentang C60+ menunjukkan betapa astrokimia kompleks bisa didapat, bahkan dalam kepadatan terendah, lingkungan yang paling terradiasi ultraviolet di Galaxy. ”
Martin Cordiner, Penulis Utama, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard
Tim di balik penemuan ini menerbitkan temuan mereka di Astrophysical Journal Letters pada 22 April 2019. Makalah ini disebut "Mengkonfirmasi Antarbintang C60 + Menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble." Penulis utamanya adalah Martin Cordiner dari Universitas Katolik Amerika, yang ditempatkan di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland.
Di Bumi, para ilmuwan telah menemukan C60 +, tetapi jarang. Mereka menemukannya di batu dan mineral, dan juga di jelaga yang dihasilkan oleh pembakaran suhu tinggi. Menemukan bentuk C60 + terionisasi (bermuatan listrik) dalam ISM mengejutkan, karena ini merupakan lingkungan yang keras.
C60 + di ruang angkasa terionisasi oleh bintang-bintang. Sinar ultraviolet dari bintang melepaskan elektron dari C60, yang meninggalkan molekul dengan muatan positif. Menemukan molekul karbon kompleks ini di ruang angkasa adalah satu langkah menuju katalog materi yang lebih lengkap di Media Antarbintang.
Hidup: Kompleksitas Kimia Tertinggi
"ISM yang menyebar secara historis dianggap sebagai lingkungan yang terlalu keras dan renggang untuk melimpahnya jumlah molekul besar," kata penulis utama Cordiner dalam siaran pers. “Sebelum mendeteksi C60, molekul terbesar yang diketahui di ruang angkasa hanya berukuran 12 atom. Konfirmasi kami tentang C60+ menunjukkan betapa astrokimia kompleks bisa didapat, bahkan dalam kepadatan terendah, lingkungan yang paling terradiasi ultraviolet di Galaxy. ”
"Dalam beberapa hal, kehidupan dapat dianggap sebagai yang paling dalam kompleksitas kimia."
Martin Cordiner, Penulis Utama, Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard
Karbon adalah kunci kehidupan, sejauh yang kita tahu. Ini berlimpah, dan dapat membentuk senyawa yang unik dan beragam. Karbon dapat membentuk molekul besar yang disebut polimer, pada suhu bumi yang sama. Polimer adalah keluarga molekul dengan berbagai sifat yang memainkan peran kunci dalam jaringan hidup seperti protein dan DNA. Sulit membayangkan hidup tanpa karbon.
Karena kehidupan didasarkan pada molekul yang mengandung karbon, menemukan molekul karbon kompleks seperti C60 + di ruang angkasa adalah penemuan yang menarik. "Dalam beberapa hal, kehidupan dapat dianggap sebagai yang paling dalam kompleksitas kimia," kata Cordiner. “Kehadiran C60 benar-benar menunjukkan tingkat kompleksitas kimia yang tinggi yang intrinsik untuk lingkungan luar angkasa, dan menunjukkan kemungkinan kuat untuk molekul-molekul penampung karbon yang sangat kompleks lainnya, yang muncul secara spontan di ruang angkasa. "
Kunci untuk menemukan C60 + di ISM adalah apa yang disebut Diffuse Interstellar Bands (IDBs).
Bahan utama dalam ISM adalah tersangka biasa: hidrogen dan helium. Tetapi ada banyak molekul kompleks tak dikenal lainnya dalam ISM, dan satu-satunya cara untuk menemukannya adalah dengan mempelajari cahaya bintang yang melewatinya.
Berbagai elemen dan senyawa dalam ISM dapat memblokir atau menyerap panjang gelombang tertentu dari cahaya bintang. Menggunakan spektrometri, para ilmuwan dapat membagi cahaya menjadi panjang gelombang yang berbeda dan memeriksanya. Dengan melakukan itu, mereka dapat secara tepat mendeteksi panjang gelombang mana yang tidak ada, dan menyimpulkan bahan kimia yang bertanggung jawab.
Keluar di ISM, ini bisa sulit. Di luar sana, pola penyerapan yang diungkapkan oleh spektrometri mencakup jangkauan cahaya yang jauh lebih luas, beberapa di antaranya sangat berbeda dari yang terlihat di Bumi. Pola-pola itu disebut Diffuse Interstellar Bands, dan pertama kali ditemukan pada tahun 1922 oleh astronom Amerika Mary Lea Heger.
Masalahnya adalah, untuk mengidentifikasi sifat DIB di ruang angkasa, itu harus dicocokkan dengan yang terlihat di laboratorium. Tetapi ada jutaan struktur molekuler yang berbeda dan DIBs terkait, sehingga perlu waktu seumur hidup untuk mengidentifikasi semuanya.
“Saat ini, lebih dari 400 DIB diketahui, tetapi (terlepas dari beberapa yang baru dikaitkan dengan C60+), tidak ada yang diidentifikasi secara meyakinkan, ”kata Cordiner. “Bersama-sama, kemunculan DIB menunjukkan keberadaan sejumlah besar molekul kaya karbon di ruang angkasa, beberapa di antaranya mungkin pada akhirnya berpartisipasi dalam kimia yang menimbulkan kehidupan. Namun, komposisi dan karakteristik bahan ini akan tetap tidak diketahui sampai DIB yang tersisa ditugaskan. "
Para ilmuwan telah menghabiskan waktu puluhan tahun mencoba menemukan kecocokan laboratorium yang tepat untuk DIB.
Bintik-bintik Hubble Yang Mulia
Di sinilah Teleskop Luar Angkasa Hubble yang terhormat datang.
Tim di balik penelitian baru ini membandingkan pola penyerapan C60 + di laboratorium dengan DIB yang diamati Hubble di Medium Antarbintang. Pekerjaan DIB laboratorium dilakukan oleh tim lain dari University of Basel, di Swiss. Hubble dapat mengamati data penyerapan C60 + dari tempatnya di orbit, di mana uap air di atmosfer Bumi tidak dapat menghalanginya. Meski begitu, tim harus mendorong teleskop luar angkasa melampaui batas sensitivitasnya.
Penemuan ion Buckyball di luar angkasa membuat tim semakin bersemangat. Pemikirannya, jika molekul karbon kompleks ini hadir di ISM, apakah ada yang lain? Untuk mengetahuinya, lebih banyak pekerjaan laboratorium diperlukan dengan molekul karbon kompleks lainnya, untuk mengidentifikasi DIB mereka sehingga mereka dapat dicocokkan dengan pengamatan ISM di masa depan.
Untuk saat ini, tim di balik penelitian ini ingin terus mencari Buckyballs di ruang angkasa, untuk melihat seberapa umum mereka. Penulis utama Cordiner berpikir bahwa, berdasarkan temuan mereka sejauh ini, C60 + tersebar luas di galaksi.
Apa artinya itu bagi penampilan dan evolusi kehidupan di Bumi dan di tempat lain ada di udara, tetapi ini merupakan jalur penyelidikan yang menarik.
Sumber:
- Siaran Pers: Hubble Menemukan “Bola Sepak Bola Listrik” yang Kecil di Luar Angkasa, Membantu Memecahkan Misteri Antarbintang
- Makalah Penelitian: Mengkonfirmasi Antarbintang C60 + Menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble
- Entri Wikipedia: Antarbintang Medium
- Entri Wikipedia: Karbon
