Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για το Διαστημικό Παρατηρητήριο Herschel με τις παρατηρήσεις του σχετικά με τον σχηματισμό αστεριών στο Νεφέλωμα της Ροζέτας στο παρασκήνιο.
(Εικόνα: © C. Carreau / ESA)
Ο Adam Hadhazy, συγγραφέας και εκδότης του The Kavli Foundation, συνέβαλε αυτό το άρθρο στις εξειδικευμένες φωνές του Space.com: Op-Ed & Insights.
Από τα τυχαία ταξίδια κάμπινγκ έως τη σφυρηλάτηση διεθνούς συναίνεσης σε παρατηρητήρια μεγάλου προϋπολογισμού, ο βραβευμένος με το βραβείο Kavli του 2018 συζητά το προσωπικό και επαγγελματικό της ταξίδι στον τομέα της αστροχημείας.
ΟΧΙ ΟΛΟΣ Ο ΧΩΡΟΣ ΕΙΝΑΙ ΕΙΝΑΙ ΕΝΑ ΑΦΑΙΡΕΣ ΤΟΠΟΣ Οι γαλαξίες είναι γεμάτοι από σκονισμένα σύννεφα που περιέχουν πλούσια στιφάδο μορίων, που κυμαίνονται από απλό αέριο υδρογόνο έως πολύπλοκες οργανικές ουσίες που είναι κρίσιμες για την ανάπτυξη της ζωής. Το να κατανοήσουμε πώς όλα αυτά τα κοσμικά συστατικά αναμιγνύονται στη διαμόρφωση των αστεριών και των πλανητών ήταν το έργο της ζωής του Ewine van Dishoeck.
Χημικός με προπόνηση, ο van Dishoeck στράφηκε σύντομα στα μάτια του στον κόσμο. Πρωτοπορούσε πολλές εξελίξεις στον αναδυόμενο τομέα της αστροχημείας, αξιοποιώντας τα τελευταία τηλεσκόπια για να αποκαλύψει και να περιγράψει το περιεχόμενο τεράστιων αστεριών σύννεφων. Παράλληλα, ο van Dishoeck πραγματοποίησε εργαστηριακά πειράματα και κβαντικούς υπολογισμούς στέρεο έδαφος να κατανοήσουμε την κατανομή των κοσμικών μορίων από το φως του αστεριού, καθώς και τις συνθήκες υπό τις οποίες τα νέα μόρια συσσωρεύονται σαν τούβλα Lego. [8 Μυστήρια αστρονομίας που προκαλούν σύγχυση]
"Για τις συνδυασμένες συνεισφορές της στην παρατήρηση, τη θεωρητική και την εργαστηριακή αστροχημεία, διευκρινίζοντας τον κύκλο ζωής των διαστρικών σύννεφων και τον σχηματισμό αστεριών και πλανητών", ο Βαν Ντίσκοκ έλαβε το Βραβείο Κάβλι 2018 στην Αστροφυσική. Είναι μόνο η δεύτερη βραβευμένη σε οποιονδήποτε τομέα έχει διακριθεί ως μοναδικός αποδέκτης του βραβείου στην ιστορία της.
Για να μάθετε περισσότερα για την πρωτοποριακή καριέρα της στην αστροχημεία και για το τι ακολουθεί στον τομέα, το Ίδρυμα Kavli μίλησε με τον van Dishoeck από το γραφείο της στο Παρατηρητήριο Leiden στο Πανεπιστήμιο του Leiden στις Κάτω Χώρες, λίγο πριν από την παρακολούθηση της μπάρμπεκιου του προσωπικού. Ο Van Dishoeck είναι καθηγητής Μοριακής Αστροφυσικής και εκλεγμένος Πρόεδρος της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης (IAU).
Το παρακάτω είναι ένα επεξεργασμένο αντίγραφο της συζήτησης στρογγυλής τραπέζης. Η Van Dishoeck έχει την ευκαιρία να τροποποιήσει ή να επεξεργαστεί τις παρατηρήσεις της.
ΤΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΛΗ: Τι μας λέει η αστροχημεία για τον εαυτό μας και το σύμπαν στο οποίο ζούμε;
EWINE VAN DISHOECK: Η συνολική ιστορία που λέγεται από την αστροχημεία είναι, ποια είναι η καταγωγή μας; Από πού προερχόμαστε, πώς χτίστηκαν; Πώς σχηματίστηκε ο πλανήτης και ο ήλιος μας; Αυτό μας οδηγεί τελικά να προσπαθήσουμε να ανακαλύψουμε τα βασικά δομικά στοιχεία για τον ήλιο, τη Γη και εμάς. Είναι σαν το Legos - θέλουμε να μάθουμε ποια κομμάτια ήταν στο κτήριο Lego για το ηλιακό μας σύστημα.
Τα πιο βασικά δομικά στοιχεία είναι φυσικά τα χημικά στοιχεία, αλλά ο τρόπος με τον οποίο αυτά τα στοιχεία συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μεγαλύτερα δομικά στοιχεία - μόρια - στο διάστημα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του πώς προέκυψαν όλα τα άλλα.
TKF: Εσείς και άλλοι ερευνητές έχετε εντοπίσει περισσότερα από 200 από αυτά τα μοριακά δομικά στοιχεία στο διάστημα. Πώς εξελίχθηκε ο τομέας κατά τη διάρκεια της καριέρας σας;
EVD: Στη δεκαετία του 1970, αρχίσαμε να βρίσκουμε ότι πολύ ασυνήθιστα μόρια, όπως ιόντα και ρίζες, είναι σχετικά άφθονα στο διάστημα. Αυτά τα μόρια λείπουν ή έχουν μη ζεύγη ηλεκτρόνια. Στη Γη, δεν παραμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα επειδή αντιδρούν γρήγορα με οποιοδήποτε άλλο θέμα συναντούν. Αλλά επειδή ο χώρος είναι τόσο άδειος, τα ιόντα και οι ρίζες μπορούν να ζήσουν για δεκάδες χιλιάδες χρόνια προτού συναντήσουν κάτι.
Τώρα, κινούμαστε προς τον εντοπισμό των μορίων που βρίσκονται στην καρδιά των περιοχών όπου σχηματίζονται νέα αστέρια και πλανήτες, αυτή τη στιγμή. Παίρνουμε παρελθόν εντοπίζοντας απομονωμένα ιόντα και ρίζες σε πιο κορεσμένα μόρια. Αυτά περιλαμβάνουν οργανικά μόρια [που περιέχουν άνθρακα] στις απλούστερες μορφές, όπως μεθανόλη. Από αυτό το βασικό δομικό στοιχείο μεθανόλης, μπορείτε να δημιουργήσετε μόρια όπως η γλυκολαλδεΰδη, η οποία είναι ένα σάκχαρο και η αιθυλενογλυκόλη. Και τα δύο είναι «πρεβιοτικά» μόρια, που σημαίνει ότι απαιτούνται για τον τελικό σχηματισμό μορίων της ζωής.
Όπου το πεδίο της αστροχημείας κινείται στη συνέχεια είναι μακριά από τη λήψη καταλόγου μορίων και προς την προσπάθεια να καταλάβουμε πώς σχηματίζονται αυτά τα διαφορετικά μόρια. Προσπαθούμε επίσης να καταλάβουμε γιατί μπορούμε να βρούμε μεγαλύτερες ποσότητες ορισμένων μορίων σε συγκεκριμένες κοσμικές περιοχές έναντι άλλων ειδών μορίων.
TKF: Αυτό που μόλις είπες με κάνει να σκεφτώ μια αναλογία: Η αστροχημεία είναι τώρα λιγότερο για την εύρεση νέων μορίων στο διάστημα - κάτι σαν ζωολόγοι που αναζητούν νέα ζώα στη ζούγκλα. Το πεδίο αφορά τώρα περισσότερο την «οικολογία» του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν αυτά τα μοριακά ζώα και γιατί υπάρχουν τόσα πολλά είδη εδώ στο διάστημα, αλλά τόσο λίγοι εκεί και ούτω καθεξής.
EVD: Αυτή είναι μια καλή αναλογία! Καθώς καταλαβαίνουμε τη φυσική και τη χημεία του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται τα αστέρια και οι πλανήτες, ένα σημαντικό μέρος είναι να καταλάβουμε γιατί ορισμένα μόρια είναι άφθονα σε ορισμένες διαστρικές περιοχές, αλλά «εξαφανίζονται», όπως και τα ζώα, σε άλλες περιοχές.
Εάν συνεχίσουμε τη μεταφορά σας, υπάρχουν πράγματι πολλές ενδιαφέρουσες αλληλεπιδράσεις μεταξύ μορίων που μπορούν να εξομοιωθούν με την οικολογία των ζώων. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία είναι ένας παράγοντας ελέγχου της συμπεριφοράς και των αλληλεπιδράσεων των μορίων στο διάστημα, ο οποίος επηρεάζει επίσης τη δραστηριότητα των ζώων και το πού ζουν, και ούτω καθεξής.
TKF: Επιστρέφοντας στην ιδέα των δομικών στοιχείων, πώς λειτουργεί η διαδικασία δημιουργίας στην αστροχημεία;
EVD: Μια σημαντική έννοια στην κατασκευή μορίων στο διάστημα είναι αυτή που γνωρίζουμε από την καθημερινή ζωή εδώ στη Γη, που ονομάζεται μεταβάσεις φάσης. Αυτό συμβαίνει όταν ένα στερεό λιώνει σε ένα υγρό, ή ένα υγρό εξατμίζεται σε αέριο, και ούτω καθεξής.
Τώρα στο διάστημα, κάθε μόριο έχει τη δική του «γραμμή χιονιού», η οποία είναι η διαίρεση μεταξύ μιας φάσης αερίου και μιας στερεάς φάσης. Έτσι, για παράδειγμα, το νερό έχει μια γραμμή χιονιού, όπου πηγαίνει από το αέριο νερού στον πάγο νερού. Θα πρέπει να επισημάνω ότι υγρές μορφές στοιχείων και μορίων δεν μπορούν να υπάρχουν στο διάστημα επειδή υπάρχει πολύ μικρή πίεση. Το νερό μπορεί να είναι υγρό στη Γη λόγω της πίεσης από την ατμόσφαιρα του πλανήτη.
Επιστροφή στις γραμμές χιονιού, ανακαλύπτουμε τώρα ότι παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό πλανητών, ελέγχοντας πολλές χημικές ουσίες. Ένα από τα πιο σημαντικά δομικά στοιχεία Lego, για να το πούμε, που βρήκαμε είναι το μονοξείδιο του άνθρακα. Είμαστε εξοικειωμένοι με το μονοξείδιο του άνθρακα στη Γη επειδή παράγεται για παράδειγμα σε καύση. Οι συνάδελφοί μου και εγώ έχουμε αποδείξει στο εργαστήριο στο Leiden ότι το μονοξείδιο του άνθρακα είναι το σημείο εκκίνησης για την παραγωγή πολλών πιο πολύπλοκων οργανικών στο διάστημα. Η κατάψυξη του μονοξειδίου του άνθρακα από ένα αέριο σε μια στερεή φάση είναι ένα κρίσιμο πρώτο βήμα για την προσθήκη στη συνέχεια Lego δομικών μονάδων υδρογόνου. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να συνεχίσετε να δημιουργείτε μεγαλύτερα και μεγαλύτερα μόρια όπως η φορμαλδεΰδη [CH2O], μετά μεθανόλη, στη γλυκολαλδεΰδη όπως συζητήσαμε, ή μπορείτε ακόμη και να πάτε σε πιο πολύπλοκα μόρια όπως η γλυκερόλη [C3Η8Ο3].
Αυτό είναι μόνο ένα παράδειγμα, αλλά σας δίνει μια αίσθηση για το πώς παίζει μια διαδικασία δημιουργίας στην αστροχημεία.
TKF: Μόλις αναφέρατε το εργαστήριό σας στο Παρατηρητήριο Leiden, το Εργαστήριο Sackler για την Αστροφυσική, το οποίο καταλαβαίνω έχει μια διάκριση ως το πρώτο εργαστήριο αστροφυσικής. Πώς έγινε και τι έχετε επιτύχει εκεί;
EVD: Σωστά. Ο Mayo Greenberg, πρωτοπόρος αστροχημικός, ξεκίνησε το εργαστήριο τη δεκαετία του 1970 και ήταν πραγματικά το πρώτο του είδους του για αστροφυσική στον κόσμο. Αποσύρθηκε και μετά συνέχισα το εργαστήριο. Έγινε τελικά διευθυντής αυτού του εργαστηρίου στις αρχές της δεκαετίας του 1990 και παρέμεινα έτσι μέχρι το 2004, όταν ένας συνάδελφος ανέλαβε ηγεσία. Εξακολουθώ να συνεργάζομαι και να εκτελώ πειράματα εκεί.
Αυτό που καταφέραμε να επιτύχουμε στο εργαστήριο είναι οι ακραίες συνθήκες του χώρου: η ψυχρότητα και η ακτινοβολία του. Μπορούμε να αναπαραγάγουμε τις θερμοκρασίες στο διάστημα έως και 10 kelvin [μείον 442 βαθμούς Φαρενάιτ. μείον 260 βαθμούς Κελσίου], που είναι λίγο πιο πάνω από το απόλυτο μηδέν. Μπορούμε επίσης να αναδημιουργήσουμε την έντονη υπεριώδη ακτινοβολία στο φως του αστεριού που υπόκεινται μόρια σε περιοχές σχηματισμού νέων αστεριών. [Αστέρι κουίζ: Δοκιμάστε τα αστρικά Smarts σας]
Όπου αποτυγχάνουμε, ωστόσο, είναι στην αναπαραγωγή του κενού του χώρου, του κενού. Θεωρούμε ότι υπάρχει ένα πολύ υψηλό κενό στο εργαστήριο της τάξης των 108 έως 1010 [εκατό εκατομμύρια έως δέκα δισεκατομμύρια] σωματίδια ανά κυβικό εκατοστό. Αυτό που οι αστρονόμοι αποκαλούν πυκνό σύννεφο, όπου συμβαίνει ο σχηματισμός αστεριών και πλανητών, έχει μόνο περίπου 104ή περίπου 10.000 σωματίδια ανά κυβικό εκατοστό. Αυτό σημαίνει ότι ένα πυκνό σύννεφο στο διάστημα εξακολουθεί να είναι ένα εκατομμύριο φορές πιο άδειο από το καλύτερο που μπορούμε να κάνουμε στο εργαστήριο!
Αλλά αυτό τελικά λειτουργεί προς όφελός μας. Στο ακραίο κενό του χώρου, η χημεία που μας ενδιαφέρει να κατανοήσουμε κινείται πολύ, πολύ αργά. Αυτό απλά δεν θα γίνει στο εργαστήριο, όπου δεν μπορούμε να περιμένουμε για 10.000 ή 100.000 χρόνια για τα μόρια να συναντηθούν μεταξύ τους και να αλληλεπιδράσουν. Αντ 'αυτού, πρέπει να είμαστε σε θέση να κάνουμε την αντίδραση σε μια μέρα για να μάθουμε οτιδήποτε σχετικά με τις χρονικές κλίμακες μιας ανθρώπινης επιστήμης καριέρας. Έτσι επιταχύνουμε τα πάντα και μπορούμε να μεταφράσουμε ό, τι βλέπουμε στο εργαστήριο σε πολύ μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες στο διάστημα.
TKF: Εκτός από την εργαστηριακή εργασία, κατά τη διάρκεια της καριέρας σας, έχετε χρησιμοποιήσει μια σειρά από τηλεσκόπια για τη μελέτη μορίων στο διάστημα. Ποια μέσα ήταν απαραίτητα για την έρευνά σας και γιατί;
EVD: Τα νέα όργανα ήταν ζωτικής σημασίας σε όλη μου την καριέρα. Η αστρονομία καθοδηγείται πραγματικά από παρατηρήσεις. Το να έχετε όλο και πιο ισχυρά τηλεσκόπια σε νέα μήκη κύματος φωτός είναι σαν να κοιτάτε το σύμπαν με διαφορετικά μάτια.
Για να σας δώσω ένα παράδειγμα, στα τέλη της δεκαετίας του 1980, επέστρεψα στις Κάτω Χώρες όταν η χώρα συμμετείχε σε μεγάλο βαθμό στο Παρατηρητήριο Διαστήματος Υπέρυθρων, ή ISO, μια αποστολή με επικεφαλής τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος [ESA]. Ένιωσα πολύ τυχερός που κάποιος άλλος έκανε τη σκληρή δουλειά για 20 χρόνια για να κάνει αυτό το τηλεσκόπιο πραγματικότητα και θα μπορούσα να το χρησιμοποιήσω ευτυχώς! Το ISO ήταν πολύ σημαντικό γιατί άνοιξε το υπέρυθρο φάσμα όπου μπορούσαμε να δούμε όλες αυτές τις φασματικές υπογραφές, όπως τα χημικά δακτυλικά αποτυπώματα, παγωμένων, συμπεριλαμβανομένου του νερού, που παίζουν σημαντικούς ρόλους στο σχηματισμό αστεριών και πλανητών και στην περίπτωση του νερού, είναι φυσικά κρίσιμο για τη ζωή. Ήταν υπέροχη στιγμή.
Η επόμενη πολύ σημαντική αποστολή ήταν το Διαστημικό Αστεροσκοπείο Herschel, με το οποίο ασχολήθηκα προσωπικά ως μεταπτυχιακός φοιτητής το 1982. Από την πλευρά της χημείας, ήταν σαφές ότι ο Herschel ήταν μια πρωταρχική αποστολή για τα διαστρικά μόρια και ειδικότερα για να «ακολουθήσει το θαλάσσιο μονοπάτι. " Αλλά πρώτα, χρειαζόμασταν να κάνουμε την επιστημονική υπόθεση στο ESA. Πήγα στις ΗΠΑ για αρκετά χρόνια και πήρα σε παρόμοιες συζητήσεις εκεί, όπου βοήθησα να κάνω την επιστημονική υπόθεση του Herschel σε χρηματοδοτικούς οργανισμούς των ΗΠΑ. Ήταν μια μεγάλη ώθηση έως ότου η αποστολή εγκρίθηκε τελικά στα τέλη της δεκαετίας του 1990. Τότε χρειάστηκαν ακόμη 10 χρόνια για να κατασκευαστεί και να ξεκινήσει, αλλά πήραμε τελικά τα πρώτα μας δεδομένα στα τέλη του 2009. Έτσι από το 1982 έως το 2009 - αυτό ήταν μακροπρόθεσμο! [Φωτογραφίες: Καταπληκτικές υπέρυθρες εικόνες Herschel Space Observatory]
TKF: Πότε και πού ξεκίνησαν οι αγάπη σας για το διάστημα και τη χημεία;
EVD: Η κύρια αγάπη μου ήταν πάντα για μόρια. Αυτό ξεκίνησε στο γυμνάσιο με έναν πολύ καλό δάσκαλο χημείας. Πολλά εξαρτώνται από πραγματικά καλούς δασκάλους και δεν νομίζω ότι οι άνθρωποι συνειδητοποιούν πάντα πόσο σημαντικό είναι αυτό. Κατάλαβα μόνο όταν πήγα στο κολέγιο ότι η φυσική ήταν εξίσου διασκεδαστική με τη χημεία.
TKF: Ποια ακαδημαϊκή πορεία ακολουθήσατε για να γίνετε τελικά αστροχημικός;
EVD: Στο Πανεπιστήμιο του Leiden, έκανα τα μεταπτυχιακά μου στη χημεία και ήμουν πεπεισμένος ότι ήθελα να συνεχίσω με τη θεωρητική κβαντική χημεία. Αλλά ο καθηγητής στον τομέα αυτό στο Λάιντεν είχε πεθάνει. Άρχισα λοιπόν να ψάχνω για άλλες επιλογές. Πραγματικά δεν ήξερα πολλά για την αστρονομία εκείνη την εποχή. Ήταν ο τότε φίλος μου και ο σημερινός σύζυγός μου, ο Tim, που μόλις είχε ακούσει μια σειρά διαλέξεων για το διαστρικό μέσο, και ο Tim μου είπε, "Ξέρετε, υπάρχουν επίσης μόρια στο διάστημα!" [Γέλιο]
Άρχισα να εξετάζω τη δυνατότητα να κάνω μια διατριβή για μόρια στο διάστημα. Πήγα από τον έναν καθηγητή στον άλλο. Ένας συνάδελφος στο Άμστερνταμ μου είπε ότι για να μπω πραγματικά στον τομέα της αστροχημείας, έπρεπε να πάω στο Χάρβαρντ για να εργαστώ με τον καθηγητή Alexander Dalgarno. Όπως συνέβη, το καλοκαίρι του 1979, ο Tim και εγώ ταξιδεύαμε στον Καναδά για να παρακολουθήσουμε μια Γενική Συνέλευση της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης στο Μόντρεαλ. Ανακαλύψαμε ότι διεξήχθησαν δορυφορικές συναντήσεις πριν από τη Γενική Συνέλευση και μια από αυτές συνέβαινε πραγματικά σε αυτό το συγκεκριμένο πάρκο όπου κάναμε και ο Τιμ. Η ιδέα που είχαμε ήταν, "Λοιπόν, ίσως θα έπρεπε να εκμεταλλευτούμε αυτήν την ευκαιρία και να δούμε αυτόν τον καθηγητή Ντάλκαρνο ήδη!"
Φυσικά, είχαμε όλα αυτά τα είδη κάμπινγκ και ρούχα, αλλά είχα μαζί μου μια καθαρή φούστα που φορούσα. Ο Tim με οδήγησε στη συνάντηση μέσω δορυφόρου, βρήκαμε τον συνάδελφό μου από το Άμστερνταμ και είπε, "Ω, καλό, θα σας συστήσω στον καθηγητή Dalgarno." Ο καθηγητής με πήρε έξω, μιλήσαμε για πέντε λεπτά, με ρώτησε τι είχα κάνει, ποια ήταν η ικανότητά μου στην αστροχημεία και, στη συνέχεια, είπε: "Ακούγεται ενδιαφέρον. Γιατί δεν έρχεστε και εργάζεστε για μένα;" Αυτή ήταν προφανώς μια καίρια στιγμή.
Έτσι ξεκίνησαν όλα. Ποτέ δεν μετανιώθηκα από τότε.
TKF: Υπήρχαν άλλες βασικές στιγμές, ίσως νωρίς στην παιδική σας ηλικία που σε έβαλαν στο δρόμο για να γίνεις επιστήμονας;
EVD: Βασικά ναι. Ήμουν περίπου 13 χρονών και ο πατέρας μου είχε κανονίσει ένα σαμπάτ στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια. Πήρα άδεια από το γυμνάσιο μου στην Ολλανδία, όπου είχαμε ως επί το πλείστον μαθήματα στα Λατινικά και τα Ελληνικά και φυσικά κάποια μαθηματικά. Αλλά δεν είχαμε τίποτα ακόμη από την άποψη της χημείας ή της φυσικής, και η βιολογία δεν ξεκίνησε τουλάχιστον ένα ή δύο χρόνια αργότερα.
Στο γυμνάσιο στο Σαν Ντιέγκο, αποφάσισα να μελετήσω θέματα που ήταν πολύ διαφορετικά. Για παράδειγμα, πήρα ισπανικά. Υπήρχε επίσης η δυνατότητα να κάνει επιστήμη. Είχα έναν πολύ καλό δάσκαλο, που ήταν αφρικανική αμερικανική γυναίκα, η οποία τότε, το 1968, ήταν αρκετά ασυνήθιστο. Ήταν πολύ εμπνευσμένη. Είχε πειράματα, είχε ερωτήσεις και κατάφερε πραγματικά να με τραβήξει στην επιστήμη.
TKF: Προσβλέπουμε τώρα στην υπόσχεση του Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), το οποίο άνοιξε πριν από αρκετά χρόνια και είναι ένα από τα πιο φιλόδοξα και ακριβά επίγεια έργα αστρονομίας που έχουν εφαρμοστεί ποτέ. Ο αστροφυσικός Reinhard Genzel σας πιστώνει ότι συμβάλλετε στη διαμόρφωση της διεθνούς συναίνεσης πίσω από αυτό το παρατηρητήριο. Πώς κάνατε την υπόθεση για το ALMA;
EVD: Η ALMA υπήρξε μια καταπληκτική επιτυχία ως το παρατηρητήριο πρεμιέρας σε αυτό το ειδικό εύρος φωτός χιλιοστόμετρου και υπομετρικού που αποτελεί σημαντικό παράθυρο για την παρατήρηση μορίων στο διάστημα. Σήμερα, το ALMA αποτελείται από 66 ραδιοτηλεσκόπια με διαμορφώσεις 7 και 12 μέτρων που εκτείνονται σε μια πεδιάδα μεγάλου υψομέτρου στη Χιλή. Ήταν ένας πολύ μακρύς δρόμος για να φτάσουμε εκεί που βρισκόμαστε τώρα!
Το ALMA είναι το αποτέλεσμα των ονείρων πολλών χιλιάδων ανθρώπων. Ήμουν ένα από τα δύο μέλη από την ευρωπαϊκή πλευρά στην Αμερικανική Συμβουλευτική Επιτροπή Επιστήμης για την ALMA. Γνώριζα την επιστημονική κοινότητα της Βόρειας Αμερικής από τα έξι χρόνια που εργαζόμουν στις ΗΠΑ. Οι δύο πλευρές, καθώς και η Ιαπωνία, είχαν πολύ διαφορετικές ιδέες για το ALMA. Οι Ευρωπαίοι σκεφτόταν ένα τηλεσκόπιο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για βαθιά, πολύ πρώιμη χημεία του σύμπαντος, ενώ οι Βόρειοι Αμερικανοί σκέφτονταν πολύ περισσότερα για την απεικόνιση μεγάλης κλίμακας και υψηλής ανάλυσης. μια ομάδα μιλούσε για την κατασκευή τηλεσκοπίων οκτώ μέτρων, η άλλη για τηλεσκόπια 15 μέτρων. [Γνωρίστε την ALMA: Καταπληκτικές φωτογραφίες από το Τηλεσκόπιο Giant Radio]
Ήμουν λοιπόν ένας από τους ανθρώπους που βοήθησαν να ενώσω αυτά τα δύο επιχειρήματα. Είπα, "Αν χτίσεις έναν πολύ μεγαλύτερο πίνακα, στην πραγματικότητα όλοι κερδίζουμε." Το σχέδιο έγινε για τη συγκέντρωση μεγαλύτερου αριθμού τηλεσκοπίων σε μια συστοιχία, αντί για ξεχωριστές συστοιχίες, οι οποίες δεν είναι τόσο ισχυρές. Και αυτό συνέβη. Θέσαμε τον τόνο της συνεργασίας σε αυτό το φανταστικό έργο αντί να είμαστε ανταγωνιστές.
TKF: Ποια νέα σύνορα ανοίγει η ALMA στην αστροχημεία;
EVD: Το μεγάλο άλμα που κάνουμε με το ALMA είναι σε χωρική ανάλυση. Φανταστείτε να κοιτάτε μια πόλη από ψηλά. Οι πρώτες εικόνες του Google Earth ήταν πολύ κακές - δεν θα μπορούσατε να δείτε τίποτα. μια πόλη ήταν μια μεγάλη σταγόνα. Από τότε, οι εικόνες γίνονται όλο και πιο έντονες καθώς η χωρική ανάλυση έχει βελτιωθεί με τους δορυφόρους επί των δορυφόρων. Σήμερα μπορείτε να δείτε τα κανάλια [σε ολλανδικές πόλεις], στους δρόμους, ακόμη και μεμονωμένα σπίτια. Μπορείτε πραγματικά να δείτε πώς συνδυάζεται ολόκληρη η πόλη.
Το ίδιο συμβαίνει τώρα με τους τόπους γέννησης των πλανητών, που είναι αυτοί οι μικροσκοπικοί δίσκοι γύρω από νεαρά αστέρια. Αυτοί οι δίσκοι είναι εκατό έως χίλιες φορές μικρότεροι από τα σύννεφα που έχουμε δει προηγουμένως όπου γεννιούνται τα αστέρια. Με το ALMA, κάνουμε ζουμ στις περιοχές όπου σχηματίζονται νέα αστέρια και πλανήτες. Αυτές είναι πραγματικά οι σχετικές κλίμακες για να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν αυτές οι διαδικασίες. Και η ALMA, μοναδικά, έχει τις φασματοσκοπικές δυνατότητες να ανιχνεύει και να μελετά ένα πολύ ευρύ φάσμα μορίων που εμπλέκονται σε αυτές τις διαδικασίες. Η ALMA είναι ένα φανταστικό βήμα μπροστά από οτιδήποτε είχαμε πριν.
TKF: Τα νέα τηλεσκόπια που έχετε χρησιμοποιήσει κατά τη διάρκεια της καριέρας σας έχουν αποδειχθεί εξαιρετικά. Ταυτόχρονα, είμαστε ακόμη περιορισμένοι ως προς το τι μπορούμε να δούμε στον Κόσμο. Όταν σκέφτεστε τις μελλοντικές γενιές τηλεσκοπίων, τι ελπίζετε να δείτε;
EVD: Το επόμενο βήμα στην έρευνά μας είναι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb [JWST], το οποίο θα ξεκινήσει το 2021. Με το JWST, ανυπομονώ πραγματικά να δω οργανικά μόρια και νερό σε ακόμη μικρότερες κλίμακες, και σε διαφορετικά μέρη του πλανήτη- σχηματίζοντας ζώνες, από ό, τι είναι δυνατό με το ALMA.
Αλλά το ALMA θα είναι απαραίτητο για την έρευνά μας για πολύ καιρό ακόμα - άλλα 30 έως 50 χρόνια. Υπάρχουν ακόμα πολλά που πρέπει να ανακαλύψουμε με την ALMA. Ωστόσο, η ALMA δεν μπορεί να μας βοηθήσει να μελετήσουμε το εσωτερικό μέρος ενός δίσκου που σχηματίζει πλανήτες, στην κλίμακα όπου σχηματίστηκε η Γη μας, σε μικρή απόσταση από τον ήλιο. Το αέριο στο δίσκο είναι πολύ πιο ζεστό εκεί, και το υπέρυθρο φως που εκπέμπεται μπορεί να συλληφθεί από ένα όργανο που οι συνάδελφοί μου και εγώ έχουμε βοηθήσει να εφαρμόσουμε για το JWST.
Το JWST είναι η τελευταία αποστολή στην οποία έχω εργαστεί. Και πάλι, κατά τύχη συμμετείχα, αλλά ήμουν σε καλή θέση με τους Αμερικανούς συνεργάτες και συναδέλφους μου για βοήθεια. Ορισμένοι από εμάς από την ευρωπαϊκή και την αμερικανική πλευρά συναντήθηκαν και είπαν: "Γεια, θέλουμε να κάνουμε αυτό το μέσο να συμβεί και μπορούμε να το κάνουμε σε μια εταιρική σχέση 50/50."
TKF: Δεδομένης της δουλειάς σας στα δομικά στοιχεία που απαρτίζουν αστέρια και πλανήτες, ο Κόσμος φαίνεται επιδεκτικός ή ακόμη και ευνοϊκός για τη ζωή;
EVD: Πάντα λέω ότι παρέχω τα δομικά στοιχεία και στη συνέχεια εξαρτάται από τη βιολογία και τη χημεία να πουν την υπόλοιπη ιστορία! [Γέλια] Τελικά, έχει σημασία τι είδους ζωή μιλάμε. Μιλάμε για την πιο πρωτόγονη, μονοκυτταρική ζωή που γνωρίζουμε ότι προέκυψε γρήγορα στη Γη; Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα συστατικά που έχουμε στη διάθεσή μας, δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο αυτό δεν θα μπορούσε να προκύψει σε κανένα από τα δισεκατομμύρια εξωπλανήτες που γνωρίζουμε τώρα σε τροχιά δισεκατομμυρίων άλλων αστεριών.
Πηγαίνοντας στα επόμενα βήματα της πολυκυτταρικής και τελικά της έξυπνης ζωής, καταλαβαίνουμε πολύ λίγο όμως πώς προκύπτει από την απλούστερη ζωή. Αλλά νομίζω ότι είναι ασφαλές να πούμε, δεδομένου του επιπέδου πολυπλοκότητας, είναι λιγότερο πιθανό να προκύψει τόσο συχνά όσο, ας πούμε, μικρόβια. [10 εξωπλανήτες που θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν εξωγήινη ζωή]
TKF: Πώς θα μας βοηθήσει ο τομέας της αστροχημείας να απαντήσουμε στο ερώτημα εάν υπάρχει εξωγήινη ζωή στο σύμπαν?
EVD: Η μελέτη της χημείας των ατμοσφαιρών εξωπλανήτη είναι αυτό που θα μας βοηθήσει να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση. Θα βρούμε πολλούς δυνητικά εξωπλανήτες που μοιάζουν με τη Γη. Το επόμενο βήμα θα είναι η αναζήτηση φασματικών δακτυλικών αποτυπωμάτων, τα οποία ανέφερα νωρίτερα, στην ατμόσφαιρα των πλανητών. Σε αυτά τα δακτυλικά αποτυπώματα, θα αναζητήσουμε συγκεκριμένα "βιομόρια" ή συνδυασμούς μορίων που θα μπορούσαν να υποδείξουν την παρουσία κάποιας μορφής ζωής. Αυτό σημαίνει όχι μόνο νερό, αλλά οξυγόνο, όζον, μεθάνιο και άλλα.
Τα τρέχοντα τηλεσκόπια μας μπορούν να ανιχνεύσουν μόλις αυτά τα δακτυλικά αποτυπώματα στην ατμόσφαιρα των εξωπλανητών. Γι 'αυτό χτίζουμε την επόμενη γενιά τεράστιων τηλεσκοπίων με βάση το έδαφος, όπως το Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο, το οποίο θα έχει έναν καθρέφτη που είναι περίπου τρεις φορές μεγαλύτερος από οτιδήποτε άλλο σήμερα. Συμμετέχω στη δημιουργία της επιστημονικής υπόθεσης για αυτό και άλλων νέων οργάνων και οι βιογραφίες είναι πραγματικά ένας από τους κορυφαίους στόχους. Αυτή είναι η συναρπαστική κατεύθυνση που θα πάει η αστροχημεία.
