ậ
t Lý Tháng 8 - 2010
Lần đầu tiên phát hiện các phân tử C60 trong không gian vũ trụ
Ảnh minh họa các quả bóng bucky C60 trong vũ trụ. Ảnh: NASA/JPL-Caltech
Các nhà thiên văn sử dụng Kính thiên văn vũ trụ Spitzer của NASA vừa phát hiện ra các phân tử carbon, gọi là “bóng bucky” (C60) trong không gian vũ trụ. Bóng bucky là những phân tử hình quả bóng đá lần đầu tiên được quan sát thấy trong một phòng thí nghiệm cách nay đã 25 năm.
Sở dĩ các phân tử này mang tên như vậy vì chúng na ná giống với các mái vòm đo đạc kiến trúc của Buckminster Fuller, chúng có các vòng tròn đan xen nhau trên bề mặt của một hình gần như cầu. Bóng bucky được cho là trôi nổi trong không gian vũ trụ, nhưng người ta không phát hiện ra chúng, mãi cho đến nay.
Đây là những phân tử lớn nhất được biết tồn tại trong vũ trụ. “Chúng tôi đặc biệt thích thú vì chúng có các tính chất độc nhất vô nhị khiến chúng là những nhân vật quan trọng trong mọi loại tiến trình vật lí và hóa học đang diễn ra trong vũ trụ”, phát biểu của Jan Cami, thuộc trường Đại học Western Ontario, Canada. Cami là tác giả của bài báo tường thuật về khám phá trên đăng trên tạp chí Science.
Bóng bucky cấu tạo gồm 60 nguyên tử carbon sắp xếp theo những cấu trúc hình cầu, ba chiều. Hình ảnh xen kẽ lục giác và ngũ giác của chúng ăn khớp với các viền trắng đen trên quả bóng đá bình thường. Đội nghiên cứu còn tìm thấy một họ hàng thon dài hơn của bóng bucky, gọi là C70, trong không gian vũ trụ. Những phân tử này gồm 70 nguyên tử carbon và có hình dạng giống với một viên ruby ôvan hơn. Cả hai loại phân tử này thuộc về một họ có tên chính thức là fullerene.
Đội của Cami đã bất ngờ tìm ra các quả bóng carbon trong một tinh vân hành tinh tên gọi là Tc 1. Các tinh vân hành tinh là tàn dư của các sao, như mặt trời, đã trút hết những lớp khí và bụi bên ngoài của chúng khi chúng gì đi. Một ngôi sao nóng, đặc, hay sao lùn trắng, tại tâm của tinh vân trên tỏa sáng và làm nóng những đám mây vật liệu đã bị ‘bóc vỏ’ này.
B
ả
n Tin V
ậ
t Lý Tháng 8 - 2010
Dữ liệu từ Kính thiên văn vũ trụ Spitzer của NASA cho thấy các dấu hiệu của bóng bucky trong vũ trụ.
Ảnh: NASA/JPL-Caltech/Đại học Western Ontario
Bóng bucky được tìm thấy trong những đám mây này, có lẽ phản ánh một giai đoạn ngắn ngủi trong cuộc sống của ngôi sao, khi nó thổi phụt ra vật liệu giàu carbon. Các nhà thiên văn đã sử dụng thiết bị quang phổ của Spitzer để phân tích ánh sáng hồng ngoại phát ra từ tinh vân hành tinh trên và nhìn thấy các dấu hiệu phổ của bóng bucky. Những phân tử này đại khái ở nhiệt độ phòng – nhiệt độ lí tưởng để phát ra các vân đặc trưng của ánh sáng hồng ngoại mà Spitzer có thể phát hiện ra. Theo Cami, Spitzer đã nhìn vào đúng nơi tại thời điểm đúng lúc. Một thế kỉ trước đây chẳng hạn, bóng bucky không thể nào phát hiện ra được vì chúng còn quá lạnh. So sánh dữ liệu thu từ Spitzer với dữ liệu lấy từ các phép đo trong phòng thí nghiệm của cùng phân tử trên cho kết quả ăn khớp ở mức hoàn hảo.
Cami nói: “Chúng tôi không có kế hoạch trước cho khám phá này. Nhưng khi chúng tôi nhìn thấy các dấu hiệu phổ dị thường này, chúng tôi lập tức biết rằng mình đang nhìn thấy một trong những phân tử đã được tìm kiếm nhiều nhất bấy lâu nay”.
Năm 1970, giáo sư người Nhật Eiji Osawa đã tiên đoán sự tồn tại của bóng bucky, nhưng chúng không được quan sát thấy mãi cho đến các thí nghiệm trong phòng lab vào năm 1985. Các nhà nghiên cứu đã mô phỏng các điều kiện có trong khí quyển của những ngôi sao khổng lồ, giàu carbon, đang già đi, trong đó các chuỗi carbon đã được phát hiện thấy. Thật bất ngờ, những thí nghiệm này mang lại sự hình thành những lượng lớn fullerence. Các phân tử này đã được tìm thấy trên Trái đất, trong muội hóng của nến, trong các lớp đá, và trong các thiên thạch.
Nghiên cứu về fullerence và các họ hàng của chúng đặc biệt sôi nổi trong thời gian gần đây vì các phân tử này có độ bền vô song và các tính chất hóa lí ngoại hạng. Các ứng dụng tiềm năng của chúng có thể kể đến là áo giáp, phân phối thuốc trong cơ thể và các công nghệ siêu dẫn.
B
ả
n Tin V
ậ
t Lý Tháng 8 - 2010
‘Ngôi sao điên’ bị trục xuất khỏi Dải Ngân hà
Kính thiên văn vũ trụ Hubble của NASA vừa phát hiện ra một ngôi sao siêu nhanh – một thực thể hiếm đang chuyển động nhanh gấp ba lần mặt trời của chúng ta.
Ngôi sao nóng, màu xanh HE 0437-5439 vút ra khỏi vùng tâm của Dải Ngân hà với tốc độ vừa đủđể thoát khỏi sức hút hấp dẫn của thiên hà chủ. Ngôi sao thoát chết lao vút qua vùng biên ngoài xa xôi của Dải Ngân hà ở tốc
độ 1,6 triệu dặm/giờ, ở cao phía trên đĩa thiên hà, cách vùng tâm khoảng 200.000 năm ánh sáng. Ảnh: NASA, ESA, và G. Bacon (STScI)
Ngôi sao này có lẽ đã được tạo ra do một sơ suất vũ trụ. 100 triệu năm trước đây, một hệ sao ba đang chuyển động qua vùng trung tâm náo nhiệt của Dải Ngân hà của chúng ta thì nó tiến quá gần đến lỗ đen khổng lồ của thiên hà chủ nhà. Lỗ đen ấy đã nuốt lấy một ngôi sao và tống khứ hai kẻ bại trận còn lại ra khỏi Dải Ngân hà. Hai ngôi sao bị hất cẳng ấy đã hợp lại thành một ngôi sao xanh siêu nóng lao vút đi ở tốc độ không tưởng tượng nổi.
Nghe có vẻ như truyện khoa học viễn tưởng, nhưng các nhà thiên văn học Hubble cho biết đây là kịch bản có khả năng nhất cho sự ra đời của cái gọi là ngôi sao siêu tốc, tên là HE 0437- 5439. Nó là một trong những ngôi sao nhanh nhất từng được phát hiện ra với tốc độ lên tới 1,6 triệu dặm/giờ.
Đa số trong chừng 16 ngôi sao siêu tốc đã biết, tất cả đều được phát hiện ra kể từ năm 2005, được cho bị tống vọt ra từ trung tâm của thiên hà của chúng ta. Nhưng kết quả Hubble này là quan sát trực tiếp đầu tiên liên hệ một ngôi sao như vậy với một nguồn gốc thuộc tâm thiên hà.
B
ả