Izarrarteko hautsa

Ale honetan, aurrekoan ondo lotu gabe utzitako puntu bat sendotzen saiatuko gara. Bizitzaren sorrera ekarriko zuen eboluzio prebiotikoaren lehenengo pausoak espazioan gertatu zirela defendatzen dutenen argumentuak aipatzerakoan, ez genuen konposatu horien eraketaren azalpena emateko teoriarik kontutan hartu. Oinarrizko konposatu organiko hauen eraketa-prozesu alternatibo hau aipaturiko teoria kontutan hartua izateko ezinbestekoa denez, segidan hutsune hori betetzen ahaleginduko gara. Aldi berean lan hau aurrerago garatuko dugun beste gai baten lehenengo hurbilketa bezala planteiatuko dugu. Gai hori Unibertsoan den materia ilunaren kantitatea eta beronek Unibertsoaren eboluzioan duen eragina dugu.

Mende honen hasiera arte astronomoek izarrartea ezereza edo hutsunerik absolutuena besterik ez zenaren ustekoak ziren. Izarrarteko materiaren existentziaren lehenengo frogak ez ziren 1904. urtea arte lortu, J. Hartmann-en lanari esker. XVIII. mendearen amaieraz gero zeruan ezagunak ziren lohiune ilunak, benetako hutsunetzat jotzen ziren eta mende honen hirugarren hamarkada arte ez ziren izarren eta gure artean egon daitekeen hautsak berez dakarren argiaren zurgapenaren ondoritozat hartu.

Aurrera egin baino lehen izarrarteko materiaz ari garenean zer ulertu behar dugun zehaztuko dugu. Lehenengo izarrarteko gasa eta hautsa desberdindu beharra dago. Ugariena, zer esanik ez, gasa da: hidrogenoa eta helioa konkretuki. Izarrarteko espazioan diren baldintzatan gas hauek ezin dira kondentsatu (nahiz eta tenperatura 3 K-ekoa besterik izan ez). Hala ere, esan dugunez, badira izarren barnean erreakzio termonuklearren ondorioz sortu diren beste elementu astunago batzuez osaturiko zatiki solido batzuk: izarrarteko hautsa. Osagaiak, konkretuki, oxigenoa, karbonoa, nitrogenoa, magnesioa, silizioa eta burdina (hartu dezaketen hidrogenoarekin batera) ditugu, ugaritasun-ordena beherakorrean.

Gure Galaxiaren barruko izarrarteari buruz eginiko ikerketen arabera, izarrarteko materiaren batezbesteko dentsitatea hidrogeno-atomo bat zentimetro kubikoko dugu gutxi gorabehera. Baina banaketa ez da bat ere uniformea; materia hodeitan pilatzen bait da. Elementurik ugariena hodeietan hidrogenoa da, noski. Batez ere bi modu ezberdinetan ager daitezke: egoera atomikoan aIa molekulak osatuz. Lehenengo kasua hodeiak oso dentsitate txikikoak direnean agertzen da: hodei difusoak. Orduan, izarren igorpen ultramorea, prozesua oso eraginkorra ez bada ere, aski da hidrogenoak molekulak era ez ditzan. Hodei hauek espektroan sortzen duten 21 cm-ko marraren bidez identifikatzen dira. Aldiz, hodeiak dentsitate handiagokoak direnean, izpi ultramoreak kanpo aldean zurgatuak izaten dira, barrurantz igaro ezin delarik.

Orduan hidrogenoa egoera molekularrean mantentzen da. Pentsa daitekeenaren aurka, H ₂ molekulen eraketa ere eraginkortasun txikikoa dugu. Espazioan diren hidrogenozko atomoen arteko talkak ez dira eraginkorrak, hau da, ez dute energia nahikoa desarroilatzen atomoak hurbiltzean sortzen den aldarapen elektrikoa gainditzeko. Lotura, talka hauts-zatiki baten gainazalean gertatzen denean bakarrik eratzen da; (H atomo batek zatikiaren gainazalean dagoen beste bat jotzen duenean). Hodei molekular hauen dentsitatea 10 ⁶ atomo/cm ³ -koa izatera iritsi daiteke. Beraz bada, Lurreko laborategietan lor daitekeen hutsarena baino askoz ere txikiagoa. Hau horrela izan arren, ezin dugu inolaz ere materia honek jokatzen duen papera gutxietsi. Izarrarteko espazioa eta hodei hauek ikertzerakoan lan egin behar dugun neurri izugarriek aisa konpentsatzen dute dentsitatearen txikitasuna. Bestalde, izarrarteko hodei tipiko batek izan dezakeen hauts-propozioa bere masaren %2 ingurukoa da.

Gorago esan dugu izarrarteko hautsaren existentzia mendearen hasieran eztabaidatzen hasi zela. 4. hamarkada arte ez ziren bere sorrerari buruzko hipotesiak egiten hasi: 1935. urtean B. Lindblad hauts-zatikiak espazioan bertan kondentsatutako materia zirenaren aldeko agertu zen eta mendearen erdialdera H.C. van de Hulst-ek kondentsatutako materia hori izotza izan zitekeela argumentatu zuen. Hipotesi honek zailtasun bat agertzen zuen: izarrarteko presioaren balio txikiak lehen aipatu ditugun elementuen kondentsazioa galerazten du, aldez aurretik existitzen diren beste zatiki batzuen gainean ez bada.

7. hamarkada arte ez ziren oinarrizko zatiki hauek aurkitu, zenbait izar silikatoz osaturiko zatikiz inguraturik zegoela baieztatu arte. Silikatozko nukleo hauek izarren gainazal edo eguratsean eratzen dira eta gero gehiago kanporatuz doaz erradiazioaren presioaren eraginez beste hodei baten menpean erori arte, berriz ere espazio zabaleko tenperatura eta presioa hartuz. Hauxe dugu, bada, izarrarteko hautsaren zatikien hazia eta berarekin hasten da zatikiaren bizitzaren zikloa. Hazi honen gainean kondentsatzen dira, beraz, elementurik ugarienak; (O, C, N) zatikien gainazalean hidrogenoarekin nahastuz eratzen diren iztozak (H ₂ 0, CH ₄ , NH ₃ ).

Garapenaren hurrengo pausoaren arrastoa zenbait hodeiren azterketa espektroskopikoek eman zieten. Espero zenaren aurka nahikoa ugaria izan zitekeen ura hodei askotan ez zen agertzen; hodei difusoetan bereziki. Kasu honetan ere zergatia igorpen ultramoreetan datza. Hauek eratuberri diren molekulak apur ditzakete erradikalak emanez. Hauek, berez, oso erreaktiboak dira eta nahikoa konposatu konplexuak emateko elkar daitezke hauts-zatikien eboluzioaren lehenengo urrats hauetan. 1. irudian prozesu honen eskema bat dugu, lortzen diren molekula ugarienen zerrendarekin batera.

Puntu honetan interesgarria da eboluzioaren diskusioa moztea, zikloa aztertzeko erabili diren teknika esperimentaletako bat azaltzeko.

Leiden-eko astrofisikako laborategian J. Mayo Greenberg eta bere lankideek ganbara baten barruan espazioko baldintzak neurri batean simulatzea lortu zuten. Tenperatura 10 K-eraino jaistea lortu zuten helio likidoko kriostato baten bidez. Presioa 10 ^-8 Tor-eraino jaitsi zezaketen (espazioan 10 ^-19 Tor eta gutxiago ere izan daiteke). Ganbararen leiho batetik erradiazio ultramorea sartzen da eta tutu batetik zenbait gasen nahaste ezberdinak sar daitezke, oinarriak CH ₄ , CO, H ₂ O, C0 ₂ , NH ₃ , N ₂ eta 0 ₂ izanik. Zer esanik ez, denbora-eskala izugarria da: laborategiko erradiazio-ordubete hodei baten mila orduko erradiazioaren baliokidea da.

Ganbaran hodei difusoen baldintzak ahalik eta ondoen simulatuz eginiko esperimentuak orain arte deskribitutako pausoak baieztatzeaz gain, beste ondorio batzuei leku eman diete. Alde batetik logikoa da zatikiaren zikloan hodei difusoen aktibitate txikiko fase hau dela luzeena pentsatzea, baina hautsa berotu dezaketen prozesuak ere asko dira (adibidez izar baten sorrera inguruan).

Beraz laborategian aukera hau ere aztertu da, ondorioak bi motatakoak izan direlarik. Lehenengo kasuan, hodeia oso astiro berotzen denean, erradikalen arteko aktibitatearen hazkundea handia da, materia horia deituko dugun hondakina sortzen delarik. Bere osagaiak oraindik ezagutzen ez badira ere, gai organiko konplexuz osatua dagoela suposatzen da, eta berezitasunik garrantzitsuena egonkortasuna da, lurrindu gabe 450 K-eraino irauten delako. Bigarren kasuan hodeia azkarrago berotzen da eta orduan erradikalen arteko erreakzioak askoz ere azkarrago gertatzen dira. Erreakzio hauek, beraiek askatzen duten energi prozesua gehiago indartzen dute leherketak sortu arte, tenperatura 25 K-eraino igotzen den tokietan.

Berriz ere hauts-zatikien bizitzaren hariari jarraitzeko moduan gaude. Hodeiek jasan ditzaketen beroaldiak jeneralean astiro gertatzen dira. Izarra hodeian bertan sortu behar denean bakarrik igo daiteke tenperatura aipatu ditugun leherketak sorterazteko moduan. Bigarren kasu hau zikloaren aurreragoko fase bat dugu eta aurrerago ikusiko dugu kasu honetan zer gertatzen den. Jeneralean, beraz, hautsaren silikatozko nukleoa materia horizko geruza batez inguraturik dagoela onar daiteke (ikus 2 (a) irudia). Hodei difusoak, edozein arrazoi dela eta, hodei molekular bihurtzeko adina dentsitate hartzen denean kondentsazio-prozesua askoz ere errazago gerta daiteke. Ondorioz, materia horiaren gainean beste geruza bat eratzen zaio; baina, orain baldintzek ez dute materia hori bihur dadin uzten (ikus 2 (b) irudia).

Karramarroaren nebulosa, supernoba baten ondorio da. Hauts-kantitate handiak injektatzen dituzte nobek espazioan.

Azken fasea, hodeia izarrak emateko uzkurtzen hasten denean gertatzen da. Izarraren part izango ez diren zatikien gainean, izotzek beste bigarren kanpo-geruza bat eratzen dute; lehen baino denbora gutxiagoan gainera, baldintzak egokiagoak direlako. Izarra pizten denean zatiki hurbilenei kanpo-geruzak lurrindu egingo zaizkie, eta besteek ere erosio- edo higadura-prozesu ezberdinak jasango dituzte. Hauetako bat lehen aipatu ditugun leherketak ditugu.

Jaioberri den izarraren erradiazioak sortzen dituen erradikalak eta tenperaturaren handitzeak, katen erreakzioak sortzen laguntzen du eta hauek dira leherketaren oinarria. Ondorioz zatikiak kanpo-geruza guztia galtzen du, materia horikoa geratzen delarik. Azkenik, erradiazio ultramorearen bultzadak zatiki denak kanporatzen ditu, berriz ere hodei difusoa eratzeko. Orduan, hasieran deskribatu ditugun baldintzak izango dira eta zatikiek materia horia bakarrik gordeko dute, ostera ere beste ziklo bat hasteko.

Hauek ditugu, bada, izarrarteko hautsaren eboluzioaren ardatz nagusiak eta geroago (kometei esker adibidez) Lurrera erori ziren konposatu organiko konplexuen sorrera azaltzeko teoria.