Nανοδιαμάντια και ανώμαλη εκπομπή μικροκυμάτων από μακρινά νεαρά άστρα. Nanodiamonds responsible for mysterious source of microwaves across the Milky Way

A faint and mysterious stream of microwaves emanating from young star systems far out in the Milky Way Galaxy could be caused by nanodiamonds about 1.5-2.2 nm in size, according to new research published in the journal Nature Astronomy. Nanodiamonds in the sky. Credit: S. Dagnello, NRAO/AUI/NSF

Εδώ και δεκαετίες οι αστρονόμοι αναρωτιούνται ποια είναι η πηγή των μυστηριωδών μικροκυμάτων που φθάνουν στη Γη από μακρινά συστήματα άστρων στο γαλαξία μας. Τώρα πιστεύουν ότι έχουν την «πολύτιμη» απάντηση: προέρχονται από μικροσκοπικά διαμαντάκια, τα οποία περιβάλλουν ως νέφος διαμαντόσκονης ορισμένα άστρα.

Η συγκεκριμένη ακτινοβολία, που έχει ονομαστεί «ανώμαλη εκπομπή μικροκυμάτων», προέρχεται από διάφορα σημεία του ουρανού, αλλά μέχρι τώρα ήταν άγνωστη η πηγή της.

Οι ερευνητές από τη Βρετανία, τις ΗΠΑ και τη Γερμανία, με επικεφαλής την αστρονόμο δρα Τζέην Γκριβς της Σχολής Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ στην Ουαλία, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας «Nature Astronomy», μελέτησαν εκτενώς -με τηλεσκόπια στις ΗΠΑ και την Αυστραλία- το υπέρυθρο φως που προέρχεται από πρωτοπλανητικούς δίσκους γύρω από άστρα.

Spinning pyramid-shaped nanodiamonds may solve a space mystery. Credit: Getty Images

Τελικά ταύτισαν τα εκπεμπόμενα μικροκύματα με τη διακριτή «υπογραφή» που έχουν οι μικροσκοπικοί κρύσταλλοι άνθρακα, γνωστοί και ως νανοδιαμάντια, που βρίσκονται στο εσωτερικό της σκόνης και των αερίων που περιβάλλουν τα νεογέννητα άστρα.

Αυτό το συνονθύλευμα σκόνης και αερίων αποτελεί τον πρωτοπλανητικό δίσκο, όπου αρχίζουν να σχηματίζονται σταδιακά οι πλανήτες γύρω από ένα άστρο. Ο καυτός αυτός δίσκος είναι γεμάτος οργανικά μόρια και παρέχει ιδανικές συνθήκες για τη δημιουργία νανοδιαμαντιών. Εκτιμάται ότι το 1% έως 2% του συνολικού άνθρακα σε ένα τέτοιο δίσκο μετατρέπεται σε νανοδιαμάντια.

Χάρη στην υψηλή ενέργεια που έχουν αυτά τα νανοδιαμάντια, καθώς περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα στο εσωτερικό του πρωτοπλανητικού δίσκου, εκπέμπουν ακτινοβολία στο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που αντιστοιχεί στα μικροκύματα. Τέτοια νανοδιαμάντια, που το καθένα είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές μικρότερο από ένα κόκκο άμμου, έχουν συχνά βρεθεί και σε μετεωρίτες, οι οποίοι έχουν πέσει στη Γη, ενώ είναι δυνατό να παραχθούν και με βιομηχανικές μεθόδους.

«Γνωρίζαμε ότι κάποιου είδους σωματίδιο ευθύνεται γι’ αυτό το φως των μικροκυμάτων, αλλά η ακριβής πηγή αποτελούσε αίνιγμα από τότε που ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά πριν περίπου 20 χρόνια. Με μια μέθοδο τύπου Σέρλοκ Χολμς, αποκλείσαμε όλες τις άλλες πιθανές αιτίες και με πολλή βεβαιότητα μπορούμε πλέον να πούμε ότι η πιθανότερη αιτία για τη δημιουργία αυτής της λάμψης μικροκυμάτων είναι η παρουσία νανοδιαμαντιών γύρω από νεαρά άστρα», δήλωσε η Γκριβς.

Πηγές: Anomalous microwave emission from spinning nanodiamonds around stars, Nature Astronomy (2018). DOI: 10.1038/s41550-018-0495-z - ΑΠΕ-ΜΠΕ