La Facultatea de Fizică a Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași se produc, în fiecare săptămână, câteva miligrame de praf interstelar artificial. O echipă de cercetare a creat în laborator un praf din carbon care, analizat, pare aproape identic cu materia organică aflată la zeci de mii de ani lumină, în spațiul îndepărtat.
Reușita îmbină două premiere la nivel mondial:
- metoda de producere a prafului
- faptul că firele de praf sunt pufoase și dezordonate, așa cum e de așteptat să fie în spațiu.
Coordonatorul studiului, lect. dr. Ionuț Topală, spune că praful creat în laborator, analog celui din spațiu, va permite comunității științifice să înțeleagă cum evoluează materia din spațiu și ce se întâmplă cu ea când este radiată sau se află în calea vreunei comete. Astfel de studii pot avea loc doar în laborator, cu ajutorul produșilor artificiali. Altfel, dacă cercetătorii s-ar limita doar la a observa ce se întâmplă în spațiu, cele câteva miligrame obținute săptămânal la Iași ar avea nevoie de câteva sute de milioane de ani pentru a se forma natural.
Rezultatul echipei de la Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” a fost publicat în numărul din decembrie al uneia dintre cele mai prestigioase reviste de astrofizică de la nivel mondial, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, editată de către Oxford University Press.
Deși în lume au mai fost obținute produse de carbon asemănătoare prafului stelar, cele câteva laboratoare din lume care au reușit performanța au folosit fie temperaturi foarte înalte, fie presiuni foarte scăzute. În plus, substanța creată de aceștia, observată la microscop, arată ordonat, asemenea unui film subțire. În laboratorul din Iași, echipa de cercetători și studenți în Fizica plasmei a obținut, la temperatură și presiune obișnuită, „fulgi” de praf, haotici și impredictibili ca organizare tridimensională. Deși nu există dovezi directe, aceștia sunt cu siguranță mai apropiați de particulele care s-ar găsi în spațiul îndepărtat, în regiuni dominate de haos, unde nu acționează gravitația.
„Procedeul prin care am ajuns la acest rezultat este o noutate absolută”, a precizat lect. dr. Valentin Pohoață, membru al echipei de cercetare. „Practic, plecăm de la două gaze obișnuite, butan și heliu, care introduse într-o regiune de câmp electric foarte intens, formează o plasmă. Acest mediu funcționează ca o foarfecă ce taie moleculele de gaz în bucăți. Când fragmentele se recombină, apar aceste particule de praf și o parte din moleculele-mamă de butan se transformă în solid”.
Pentru a fi considerată similară celei interstelare, substanța obținută a trebuit să îndeplinească trei criterii:
- particulele să fie de toate formele și mărimile;
- particulele să fie formate doar din carbon și hidrogen;
- la analiza spectrală, rezultatele să fie comparabile cu datele despre praful interstelar furnizate de NASA (Agenția Spațială Americană) și ESA (Agenția Spațială Europeană)
Pentru producerea si investigațiile prafului, toate instalațiile au fost gândite și construite în Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” din Iași, pornind de la elemente comerciale, produse în România. „Am preferat să cumpărăm din țară. Piesele principale sunt realizate la Bârlad, iar adaptarea lor a fost realizată de către echipa proiectului în colaborare cu Atelierul Didactic al Universității”, a declarat Ilarion Mihăilă, cercetător științific III.
Pe viitor, produsul din laboratoarele Universității „Alexandru Ioan Cuza” ar putea fi de folos în planificarea misiunilor spațiale. Majoritatea expedițiilor în Sistemul Solar din ultimii ani au avut ca obiectiv și studiul prafului – interplanetar sau de pe comete. Cel mai recent exemplu este misiunea europeană BepiColombo, plecată în luna octombrie către Mercur.
Pentru ca instrumentele care analizează praful să funcționeze corect în spațiu, ele trebuie mai întâi testate la sol, cu substanțe cât mai asemănătoare cu ceea ce vor găsi în spațiu. Echipa de cercetare din Iași speră ca aici să poată veni în sprijinul agențiilor spațiale – punându-le la dispoziție praful interstelar produs pe Pământ.
Rezultatul a fost obținut în proiectul Sinteza analogilor de praf interstelar (2017-2018), finanțat de către Agenția Spațială Română (ROSA), prin Programul de Cercetare, Dezvoltare şi Inovare pentru Tehnologie Spaţială şi Cercetare Avansată – STAR. Echipa a fost alcătuită din Ionuț Topală, Silvia-Alina Chiper, Valentin Pohoaţă (cadre didactice la Facultatea de Fizică), Ilarion Mihăilă (cercetător CERNESIM), Delia Ciubotaru, Bianca Cristiana Hodoroabă (masteranzi), Ioana Cristina Gerber (doctorand) și Toma Mihai (tehnician).
Mai multe detalii în articolul publicat de Oxford University Press:
Hodoroaba, B., Gerber, I. C., Ciubotaru, D., Mihaila, I., Dobromir, M., Pohoata, V., & Topala, I. – Carbon fluffy aggregates produced by helium – hydrocarbon high pressure plasmas as analogs to interstellar dust, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volumul 481, Numarul 2, Paginile 2841–2850, 1 Decembrie 2018
