Praf de stele fabricat în laboratoarele Universităţii ‘Alexandru Ioan Cuza’, printr-o metodă unică la nivel mondial.

La Facultatea de Fizică a Universităţii ‘Alexandru Ioan Cuza’ din Iaşi 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 spaţiul îndepărtat. Reuşita îmbină două premiere la nivel mondial – metoda de producere a prafului, precum şi faptul că firele de praf sunt pufoase şi dezordonate, aşa cum e de aşteptat să fie în spaţiu.

Coordonatorul studiului, lect. dr. Ionuţ Topală, spune că praful creat în laborator, analog celui din spaţiu, va permite comunităţii ştiinţifice să înţeleagă cum evoluează materia din spaţiu şi 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 produşilor artificiali. Altfel, dacă cercetătorii s-ar limita să observe la ce se întâmplă în spaţiu, cele câteva miligrame obţinute săptămânal la Iaşi 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. Deşi în lume au mai fost obţinute produse de carbon asemănătoare prafului stelar, cele câteva laboratoare din lume care au reuşit performanţa au folosit fie temperaturi foarte înalte, fie presiuni foarte scăzute. În plus, substanţa creată de aceştia, observată la microscop, arată ordonat, asemenea unui film subţire.

În laboratorul din Iaşi, echipa de cercetători şi studenţi în Fizica plasmei a obţinut, la temperatură şi presiune obişnuită, ‘fulgi’ de praf, haotici şi impredictibili ca organizare tridimensională. Deşi nu există dovezi directe, aceştia sunt cu siguranţă mai apropiaţi de particulele care s-ar găsi în spaţiul îndepărtat, în regiuni dominate de haos, unde nu acţionează gravitaţia.

‘Procedeul prin care am ajuns la acest rezultat este o noutate absolută’, a precizat lect. dr. Valentin Pohoaţă, membru al echipei de cercetare. ‘Practic, plecăm de la două gaze obişnuite, butan şi heliu, care introduse într-o regiune de câmp electric foarte intens, formează o plasmă. Acest mediu funcţionează ca o foarfecă ce taie moleculele de gaz în bucăţi. Când fragmentele se recombină, apar aceste particule de praf şi o parte din moleculele-mamă de butan se transformă în solid.’

Pentru a fi considerat analog celui interstelar, substanţa obţinută a trebuit să îndeplinească trei criterii:

– particulele să fie de toate formele şi mărimile

– să fie formate doar din carbon şi hidrogen

– la analiza spectrală, rezultatele să fie comparabile cu datele despre praful interstelar furnizate de NASA (Agenţia Spaţială Americană) şi ESA (Agenţia Spaţială Europeană)

Pentru producerea şi investigaţiile prafului, toate instalaţiile au fost gândite şi construite în Universitatea ‘Alexandru Ioan Cuza’ din Iaşi, pornind de la elemente comerciale, produse în România. ‘Am preferat să cumpărăm din ţară. Piesele principale sunt realizate la Bârlad, iar adaptarea lor a fost realizată de către echipa proiectului în colaborare cu Atelierul Didactic al Universităţii’, a declarat Ilarion Mihăilă, cercetător ştiinţific III.

Pe viitor, produsul din laboratoarele Universităţii ‘Alexandru Ioan Cuza’ ar putea fi de folos în planificarea misiunilor spaţiale. Majoritatea expediţiilor în Sistemul Solar din ultimii ani au avut ca obiectiv şi 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 funcţioneze corect în spaţiu, ele trebuie mai întâi testate la sol, cu substanţe cât mai asemănătoare cu ceea ce vor găsi în spaţiu. Echipa de cercetare din Iaşi speră ca aici să poată veni în sprijinul agenţiilor spaţiale – punându-le la dispoziţie praful interstelar produs pe Pământ.

Rezultatul a fost obţinut în proiectul Sinteza analogilor de praf interstelar (2017-2018), finanţat de către Agenţia Spaţială Română (ROSA), prin Programul de Cercetare, Dezvoltare şi Inovare pentru Tehnologie Spaţială şi Cercetare Avansată – STAR.

Echipa a fost alcătuită din Ionuţ 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) şi Toma Mihai (tehnician).

*** Ce este praful interstelar

Praful interstelar este un subiect de deosebit interes pentru comunitatea ştiinţifică, încă de la primele semne ale existenţei acestuia. În urmă cu aproximativ 30 de ani, a fost depistat acest praf interstelar în centrul galaxiei noastre, la 25.000 de ani lumină. ‘Chiar dacă nu vedem până acolo, ştim de existenţa prafului pentru că putem măsura semnale radio care provin din acea zonă a spaţiului, dar şi radiaţiile care sunt emise sau absorbite. Interpretându-le, putem desena o hartă chimică a zonei’, explică Ionuţ Topală, lector în cadrul Facultăţii de Fizică.

Pe baza măsurătorilor, se ştie că praful interstelar este format predominant din carbon sau siliciu, însoţit uneori de gheaţă. Praful interstelar joacă un rol esenţial în producerea reacţiilor chimice, dar şi în formarea asteroizilor şi planetelor. De când a fost detectat, în 1983, oamenii de ştiinţă încearcă să recreeze combinaţii chimice asemănătoare în laborator, pentru a-l putea supune testelor şi experimentelor.

(Comunicat de presă UAIC Iaşi/FOTO UAIC Iaşi)