Międzynarodowy zespół naukowców dokonał pierwszego, niekwestionowanego odkrycia molekuł tlenu w kosmosie. Na podstawie danych z obserwatorium kosmicznego Herschela Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), największego teleskopu astronomicznego, jaki kiedykolwiek dotąd został uruchomiony, zespół Herschel Oxygen Project był w stanie dojrzeć molekuły tlenu w pobliskim Kompleksie Oriona, w którym formują się gwiazdy.

Nowe badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal, rozwiązują zagadkę, nad którą astronomowie łamali sobie głowy od dziesiątek lat. Chociaż wcześniejsze badania wykazały istnienie atomowego tlenu w ciepłych regionach kosmosu, do tej pory nie wykazano w żadnych badaniach tlenu w formie molekularnej - czyli dwóch, związanych ze sobą atomów tlenu.

Mimo iż odczyty teleskopowe pomogły ułożyć część łamigłówki, nadal pozostaje bez odpowiedzi wiele pytań, którym zespół jest zdeterminowany stawić czoła. Na przykład zaobserwowana ilość atomowego tlenu była znacznie mniejsza od oczekiwanej. A zatem, gdzie ukrywa się cały tlen z zimnych chmur? Próbując wyjaśnić niższe od oczekiwanego stężenie tlenu, astronomowie zasugerowali, że atomy tlenu mogą przymarzać do drobnych ziaren pyłu unoszących się w kosmosie i być przekształcane na lód wodny, który skutecznie je ukrywa.

Jeżeli to prawda, lód powinien parować w cieplejszych regionach kosmosu, zamieniając wodę w gaz i umożliwiając powstawanie i pokazanie się tlenu molekularnego.

Aby sprawdzić swoją hipotezę, zespół wykorzystał instrument heterodynowy dla dalekiej podczerwieni (HIFI) Herschela, obierając za cel Oriona, gdzie wedle założeń naukowców otaczający gaz i pył ogrzewa się podczas tworzenia się gwiazd. Dzięki wykorzystaniu trzech częstotliwości podczerwieni instrumentu zespół Herschel Oxygen Project odniósł sukces. Naukowcy odkryli tam jedną molekułę tlenu na każdy milion molekuł wodoru.

Paul Goldsmith, naczelny autor raportu z badań i naukowiec pracujący nad projektem Herschel z ramienia NASA w Laboratorium Napędu Odrzutowego w Pasadenie, Kalifornia, zauważa: "To wyjaśnia, dlaczego część tlenu może się ukrywać. Niemniej nie znaleźliśmy dużych ilości i nadal nie rozumiemy, co takiego szczególnego mają miejsca, gdzie go znajdujemy. Wszechświat nadal kryje wiele sekretów."

Tlen we wszystkich swoich postaciach jest trzecim najpowszechniej występującym pierwiastkiem we wszechświecie i głównym składnikiem naszej planety. Znajduje się w atmosferze, oceanach i skałach i ma decydujące znaczenie dla życia jako takiego, ponieważ wdychamy jego molekularną postać. Niemniej jego funkcjonowanie w kosmosie pozostaje owiane tajemnicą.

Chociaż poczynione zostały przełomowe kroki w poszukiwaniu tlenu, proces ten niewątpliwie będzie kontynuowany. Göran Pilbratt, współautor raportu z badań i naukowiec pracujący nad projektem Herschel z ramienia ESA, dzieli się przemyśleniami na temat prac: "Dzięki obserwatorium Herschela dysponujemy obecnie niepodważalnym dowodem na istnienie molekularnego tlenu w kosmosie. Nadal pozostaje wiele otwartych kwestii, ale większe możliwości obserwatorium Herschela pozwalają nam zająć się tymi zagadkami."

Obserwatorium Herschela zostało wystrzelone 14 maja 2009 r. na rakiecie Ariane 5 ECA z europejskiego kosmodromu w Kourou, w Gujanie Francuskiej. Zostało wystrzelone razem z sondą Planck ESA. Zaprojektowano je do wykonywania rutynowych operacji naukowych przez minimum trzy lata. Misja zakończy się, kiedy hel wykorzystywany do chłodzenia płaszczyzny ogniskowej instrumentów naukowych wyczerpie się, co zgodnie z przewidywaniami ma nastąpić pod koniec 2012 r. lub na wiosnę 2013 r.

Obserwatoria kosmiczne są niezbędne z tego prostego powodu, że atmosfera Ziemi blokuje większość fal podczerwonych, uniemożliwiając oglądanie gwiazd z Ziemi.

Referencje: Goldsmith, P. F. et al. (2011) Herschel Measurements of Molecular Oxygen in Orion. The Astrophysical Journal. DOI:10.1088/0004-637X/736/1/1.

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS