Kátrányszerű makromolekulák a "csillagporban"<br/>

A Stardust első eredménye az eddigieknél jóval nagyobb, kémiailag meglehetősen aktív szerves molekulák kimutatása a csillagközi porban. Ha hasonló molekulák érkeztek az ősi Földre, akkor azok a vízzel heves reakcióba lépve olyan kémiai folyamatokat indíthattak be, amelyek nélkülözhetetlenek az élő anyag kialakulásához.

Meglepő eredményt hozott a csillagközi porszemcsék első "helyszíni" (in situ) kémiai elemzése: kiderült, hogy a "csillagpor" nagy részben bonyolult, keresztkötéses térszerkezetű szerves makromolekulákat, nevezetesen aromás heterociklikus polimereket tartalmaz. "Ez az összetétel sokkal inkább a kátrányszerű anyagokéhoz, mint az ásványokéhoz hasonlít - állítja a Max Planck Intézet garchingi Földönkívüli Fizikai Intézetének két kutatója, Franz R. Krueger és Jochen Kissel, akik a Stardust üstökösszonda fedélzetén elhelyezett, Garchingban épült üstökös és csillagközi port elemző tömegspektrométer, a CIDA (Cometary and Interstellar Dust Analyzer) első adatainak kiértékelésével jutottak a fenti eredményre. A berendezés egyébként eddig mindössze öt porszemcsét "kapott el".

A csillagközi por jelenlétét a Nap galaktikus mozgásával ellentétes irányú áramlatként érzékeljük, miközben Naprendszerünk keresztülhalad a Tejútrendszer nagyon ritka porfelhőin. A csillagközi poráram olyan "híg", hogy a Stardust 0,1 négyzetméteres felületű kollektorán a hét év alatt is összesen csupán mintegy száz szemcse "begyűjtése" várható.

Az átlagosan 30 kilométeres másodpercenkénti sebességgel becsapódó csillagközi porszemcsék az ütközés hőjétől azonnal elpárolognak, és kisebb molekulákra esnek szét. Ezek egy része negatív vagy pozitív elektromos töltésű. A CIDA előtt elhelyezett elektromos terelőrács a pozitív ionokat a tömegspektrométer felé tereli. Az ionoknak tömegüktől függően eltérő időre van szükségük az 1,5 méteres távolság megtételéhez (a nehezebb ionok lassabban haladnak). Így a detektor eleve egy tömegspektrumot készít a porszemcse alkotóelemeiről.

"Nagyon meglepődtünk, amikor láttuk, hogy a molekulatöredékek tömegszáma a 2000-et is elérheti. (A vízé például csupán 18.) Ugyanígy meglepett minket az ásványi összetevők szembeötlő hiánya - mondta Kissel. - Ilyen óriási méreteket mindenesetre csak szerves molekulák érhetnek el."

Ezt megelőzően a világűrben kimutatott legnagyobb szerves molekulák a policiklusos aromás szénhidrogének (PAH-ok) voltak, ám ezeknek a tömegszáma is legfeljebb néhány száz. A CIDA által mért tömegspektrumok elemzéséből a kutatók megállapították, hogy a csillagközi porszemcsék molekulái a szén és a hidrogén mellett mintegy 10 százaléknyi nitrogént és/vagy oxigént tartalmaznak. A szén, az oxigén és a nitrogén valamennyien olyan nehezebb elemek, amelyek csak a csillagokban folyó magfúzióban jöhetnek létre, és szupernóva-robbanásokban szóródnak szét a Világegyetemben. Mivel az élő anyag építőkövei is alapvetően ezekből épülnek fel, a csillagpor összetételének és eredetének elemzésével valójában saját kozmikus gyökereinkhez is közelebb kerülünk. Ugyanakkor a csillagporban talált oxigén és nitrogén egyúttal azt is jelenti, hogy a molekulák nem lehetnek tiszta PAH-ok, amelyek síkszerkezetűek, hanem (elsősorban a nitrogénnek köszönhetően) a tér mindhárom irányába kiterjednek. Ezért sokkal többféleképpen tudnak kapcsolódni egymáshoz, s bonyolult térhálózatba rendeződhetnek, amely elég stabil ahhoz, hogy a Naprendszer belső, melegebb zónái felé sodródva is megmaradjon.

Senki sem tudja, milyen valójában egy csillagközi porszemcse. A mostani eredmény szerint többségük nem gömbölyű. A képen számítógépes szimulációval kapott szemcseszerkezetek láthatók: a fraktál adhéziós modell feltételezése szerint a szemcsék különböző összetételű (más-más árnyalattal jelzett) gömbölyű összetevőkből véletlenszerűen tapadnak össze

"A CIDA a csillagközi porban olyan szerves anyagokat is kimutatott, amelyek kémiailag meglehetősen aktívak - mondta Kissel. - Ha hasonló molekulák érkeztek a még éppen hogy megszületett Földre, akkor azok a vízzel heves reakcióba lépve olyan kémiai folyamatokat indíthattak be, amelyek nélkülözhetetlenek az élő anyag kialakulásához. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy a csillagközi por bármely, a megfelelő feltétekkel bíró bolygóra elviheti az élet alapelemeit."

(Élet és Tudomány)