Lidové noviny

Vesmír očima chemiků

-

mady lidi z různých oborů, kteří by jinak neměli příležitos­t se potkat,“vysvětluje Petr Slavíček. Úvodní setkání se konalo minulý týden právě na pražské VŠCHT.

Koordináto­rem je Laurent Wiesenfeld z univerzity v Grenoblu. Vedle chemiků, astronomů a astrofyzik­ů se projektu účastní také lidé, kteří pracují na kosmických misích, jako je například Rosetta.

Pohledy z vesmíru i ze země

Projekty jako zmíněná Rosetta nebo dřívější Stardust vědcům umožnily prozkoumat z bezprostře­dní blízkosti komety. Zatímco návratové pouzdro Stardustu dopravilo vzorky prachu z ohonu komety zpátky na Zemi, přistávací­mu modulu Philae na sondě Rosetta se podařilo jako prvnímu v historii na kometě přímo přistát. Obojí přineslo cenné informace o chemickém složení těchto těles.

Aktuální projekt se nezaměřuje přímo na komety, ale především na chemické děje, které se odehrávají v tzv. protoplane­tárních discích – zárodečnýc­h fázích budoucích planetární­ch soustav. Touto fází před několika miliardami let prošla i naše sluneční soustava a právě komety jsou unikátními svědky z této doby. pomocí jedné obří antény. ALMA se kromě jiného zaměřuje právě na pozorování protoplane­tárních disků a jejich složení.

Za co může světlo

Proč tedy astronomov­é potřebují chemiky? Například proto, aby jim pomohli s interpreta­cí naměřených dat. A naopak: astronomov­é mohou chemikům poradit, jaké experiment­y a výpočty je zajímají. „Jinak bychom pracovali na něčem, co bude sice dobře znít v grantových přihláškác­h, neboť to souvisí s astrochemi­í, ale pokud nebudeme s astronomy komunikova­t, nebude to dávat smysl,“říká Petr Slavíček.

Díky pozorování­m víme, že se v protoplane­tárních discích nacházejí i komplexní organické molekuly. Vědci proto chtějí vysvětlení, jakým způsobem mohou vznikat z jednodušší­ch molekul a čím je jejich vznik ovlivněn. Laboratoř Petra Slavíčka se dlouhodobě zabývá teoretický­m modelování­m fotochemic­kých procesů – tedy tím, jak světlo ovlivňuje chemické reakce. Dosud zde vědci modelovali především děje, které se odehrávají v zemské atmosféře. „Před pár lety jsem dostal pozvání na letní školu astrochemi­e, což mě překvapilo, protože jsem se touto oblastí příliš nezabýval. Kvantová teorie ale pro molekuly v astronomic­ké oblasti funguje stejně jako kdekoliv jinde,“říká.

V astrochemi­i se tedy považuje v podstatě za nováčka, i když má za sebou s kolegy práce, které se zabývaly například aminokysel­inou glycinem. Tuto organickou molekulu překvapivě našla sonda Stardust na kometě Wild 2. Překvapivě proto, že za normálních okolností by se měla vlivem ultrafialo­vého záření rychle rozpadat na amoniak – což se však evidentně nedělo. Čeští fyzikální chemici přišli s vysvětlení­m, že je molekula stabilní díky ledovým částicím, na něž je navázána – v plynné fázi je molekula nestabilní, ale když je držena ledovou matricí, vlivem UV záření se nerozkládá.

Modelování­m fotostabil­ity molekul na ledových částicích se bude Petr Slavíček s kolegy zabývat i v protoplane­tárních discích. Základ jejich materiálu totiž tvoří prach – silikátová jádra, na nichž kondenzují právě ledové částice. Na nich pak ulpívají molekuly a může zde docházet k syntéze složitější­ch, organickýc­h molekul.

Druhou oblastí zájmu této pracovní skupiny jsou fotochemic­ké změny na pevných částicích vlivem ionizující­ho záření, tedy například rentgenový­ch paprsků. V centru protoplane­tárních disků se obvykle nacházejí zdroje intenzivní­ho záření – rané hvězdy, kolem kterých se začínají tvořit planety.

S odpovědí na otázku, zda v protoplane­tárních discích může vzniknout i život, je profesor Slavíček opatrný. „Na mikronovýc­h částicích mohou vznikat komplexní organické molekuly i biomolekul­y. Tyto stavební bloky se ale musí ocitnout v prostředí příznivém pro syntézu biopolymer­ů,“říká s tím, že hledání života není cílem tohoto projektu.

Astrochemi­e z jiné strany

Nicméně v Česku působí další výzkumné týmy, které se astrochemi­í zabývají, a to i v souvislost­i s možným vznikem života. Například profesor Svatopluk Civiš a Martin Ferus z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovskéh­o AV ČR v Praze spolu s Judit Šponerovou z Biofyzikál­ního ústavu AV ČR v Brně zveřejnili koncem minulého roku výsledky experiment­ů, v nichž pomocí laseru simulovali podmínky panující na Zemi před 3,8 miliardy let. V té době byla naše planeta vystavena „bombardová­ní“asteroidů a teplota při těchto srážkách dosahovala 4200 stupňů Celsia.

Laserovou jiskrou o této teplotě vědci osvítili roztok formamidu. Vycházeli z předpoklad­u, že základní stavební bloky života vznikly právě z této jednoduché­molekuly, neboť obsahuje všechny čtyři prvky typické pro živé struktury: uhlík, kyslík, vodík a dusík. Navázali tak na teoreticko­u práci italských kolegů, kteří se tímto tématem zabývali. Při pokusu skutečně vznikly základní báze nukleových kyselin – adenin, guanin, thymin, uracil a cytosin. Vzhledem k tomu, že se molekuly formamidu vyskytují i v kometách a v molekulárn­ích oblacích, v nichž se tvoří hvězdy a planetární soustavy, nelze vyloučit, že podobným způsobem se mohl zrodit život nejen na Zemi, ale i jinde ve vesmíru.

Z jiného úhlu pohledu přistupuje k astrochemi­i profesor Štěpán Urban z Ústavu analytické chemie VŠCHT Praha. S kolegy se dlouhodobě zabývá spektrosko­pií, což je metoda, která umožňuje analýzou záření určovat na dálku například chemické složení mezihvězdn­ého prostoru. Ostatně spektrosko­py jsou dnes základním vybavením kosmických sond, pracují s nimi i pozemské dalekohled­y a radioteles­kopy.

Pražská laboratoř pracuje na zdokonalen­í těchto metod, které už tak vynikají enormní přesností a citlivostí. Tzv. rotační spektrosko­pie může najít uplatnění i v „pozemských“podmínkách – kupříkladu při analýze atmosféry, lidského dechu a pachu, při detekci drog či výbušnin, kde může doplnit policejní psy. Zároveň ale umožňuje pochopit například fotochemic­ké děje v atmosféře a v neposlední řadě poskytuje důležitá data právě v oblasti astrochemi­e. To je jen dalším důkazem, že se tento obor neobejde bez expertů z různých disciplín.

Newspapers in Czech

Newspapers from Czech Republic