Kuidas avastatakse kosmoses leiduvaid molekule

02. detsember 2008, 10:55

Selge ööga pilku taevasse heites näeme
paljusid tähti, kuid nendevaheline maailmaruum näib olevat täiesti tühi ja must.
See on peaaegu õige, sest sellise aatomite ja molekulide kontsentratsiooniga
ruumiosa võiks maapealsetes tingimustes julgelt vaakumiks nimetada.

Aga päris tühi see siiski ei ole. Igasse kuupsentimeetrisse jagub keskmiselt vähemalt üks vesiniku, vahest harva ka mõne teise elemendi aatom. Aine pole ka tähtedevahelises ruumis ühtlaselt jaotunud. Esinevad märksa tihedamad kogumid, kus võib peale aatomite leiduda ka molekule ning kosmilist tolmu. Kokku on kosmosest leitud umbes 120 erinevat molekuli, näiteks metaani, vett ja ammoniaaki. Nende molekulide kosmosest otsimise ja kindlaks tegemisega tegeleb astrokeemia. Aga kuidas seda ikkagi tehakse? Mil viisil on võimalik kindlaks teha, et paljude valgusaastate kaugusel esineb näiteks vee või metaani molekule?Molekulide leidmiseks kasutatakse suuri raadioteleskoope. Pildil on VLA ehk Very Large Array New Mexicos USA-s.

Selleks kasutavad astronoomid tehnikat nimega spektroskoopia. Igal kiirgaval kehal on oma spekter ning isegi üksikutel aatomitel on oma kindel käekiri, mille järgi on võimalik neid eksimatult kindlaks teha. Uuritakse nii kiirgumis- kui ka neeldumisspektreid. Viimasteks on kiirgava keha spekter, kus kiirgus on teatud spektriosades neeldunud ehk oluliselt nõrgenenud intensiivsusega. Selle põhjustajaks on elemendid ja aatomid, mis teatud kindlatel lainepikkustel kiirgust neelavad. Näiteks naatrium neelab nähtavat valgust lainepikkusel 589 nanomeetrit, mis vastab kollakasoranžile värvusele. Kuidas avastatakse kosmoses leiduvaid molekule

Kaugete molekulide kindlakstegemiseks kasutatakse aga nähtava valguse asemel pigem raadiolaineid. Selleks kasutatakse suuri raadioteleskoope, mis võivad koosneda kümnetest kiirgust koguvatest paraboolidest. Molekulid kiirgavad, sest nad põrkuvad kosmoses liikudes teiste molekulide ja aatomitega kokku ning annavad seeläbi omandatud energia kiirguse läbi ära. Seejuures teeb iga molekul seda omamoodi. Näiteks süsinikmonooksiid, mida tuntakse ka vingugaasina, kiirgab raadiolaineid lainepikkusega 2,6 millimeetrit, 1,3 mm, 0,65 mm ja 0,32 mm.

Kosmoses on temperatuur mõistagi väga madal ning kokkupõrked nõrgad, kuid neist piisab, et panna molekulid pöörlema ja seega ka kiirgama. Vahel aga satuvad nad kuumemasse piirkonda, näiteks tähe lähedusse ning siis on ka kokkupõrked palju energilisemad ning peale pöörlemise hakkavad molekulid ka vibreerima, justkui oleksid aatomid molekuli sees vedrudega üksteise külge kinnitatud. Ka selline vibreerimine vaibub mõne aja pärast ning annab endast taas teada spetsiifilise kiirgusega, mille lainepikkuseks vingugaasil on 4,7 mikromeetrit.

Milleks spektroskoopiat veel kasutada saab ja kas selliste uurimustega tegeldakse ka Eestis? Vastab Tartu observatooriumi direktor Laurits Leedjärv:

„Spektroskoopia on tänapäeva astrofüüsikas tõepoolest väga võimas ja paljukasutatav meetod. Lisaks keemilisele koostisele võimaldab ta kindlaks teha näiteks tähtede ja galaktikate liikumisi, määrata tähtede temperatuuri ja muid füüsikalisi parameetreid. See, et suur osa tähti on tegelikult kaksiktähed, on leitud just spektroskoopia meetoditega, samuti enamik praeguseks teadaolevast rohkem kui 300 planeedist teiste tähtede juures. Tõravere astronoomidel on spektroskoopia samuti igapäevane uurimismeetod. Meie uurime peamiselt nähtava valguse spektreid. Raadioastronoomiaga Eestis ei tegelda, see on omaette väga kallis ja keeruline astronoomia haru. Lähim raadioteleskoop asub aga Lätis Ventspilsi lähedal.“
Molekulide leidmiseks kasutatakse suuri raadioteleskoope. Pildil on VLA ehk Very Large Array New Mexicos USA-s.

Äripäev http://www.aripaev.ee/img/id-aripaev.svg
19. December 2008, 16:04
Otsi:

Ava täpsem otsing