• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Sukces w poszukiwaniach tlenu w kosmosie

    09.08.2011. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół naukowców dokonał pierwszego, niekwestionowanego odkrycia molekuł tlenu w kosmosie. Na podstawie danych z obserwatorium kosmicznego Herschela Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), największego teleskopu astronomicznego, jaki kiedykolwiek dotąd został uruchomiony, zespół Herschel Oxygen Project był w stanie dojrzeć molekuły tlenu w pobliskim Kompleksie Oriona, w którym formują się gwiazdy.

    Nowe badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal, rozwiązują zagadkę, nad którą astronomowie łamali sobie głowy od dziesiątek lat. Chociaż wcześniejsze badania wykazały istnienie atomowego tlenu w ciepłych regionach kosmosu, do tej pory nie wykazano w żadnych badaniach tlenu w formie molekularnej - czyli dwóch, związanych ze sobą atomów tlenu.

    Mimo iż odczyty teleskopowe pomogły ułożyć część łamigłówki, nadal pozostaje bez odpowiedzi wiele pytań, którym zespół jest zdeterminowany stawić czoła. Na przykład zaobserwowana ilość atomowego tlenu była znacznie mniejsza od oczekiwanej. A zatem, gdzie ukrywa się cały tlen z zimnych chmur? Próbując wyjaśnić niższe od oczekiwanego stężenie tlenu, astronomowie zasugerowali, że atomy tlenu mogą przymarzać do drobnych ziaren pyłu unoszących się w kosmosie i być przekształcane na lód wodny, który skutecznie je ukrywa.

    Jeżeli to prawda, lód powinien parować w cieplejszych regionach kosmosu, zamieniając wodę w gaz i umożliwiając powstawanie i pokazanie się tlenu molekularnego.

    Aby sprawdzić swoją hipotezę, zespół wykorzystał instrument heterodynowy dla dalekiej podczerwieni (HIFI) Herschela, obierając za cel Oriona, gdzie wedle założeń naukowców otaczający gaz i pył ogrzewa się podczas tworzenia się gwiazd. Dzięki wykorzystaniu trzech częstotliwości podczerwieni instrumentu zespół Herschel Oxygen Project odniósł sukces. Naukowcy odkryli tam jedną molekułę tlenu na każdy milion molekuł wodoru.

    Paul Goldsmith, naczelny autor raportu z badań i naukowiec pracujący nad projektem Herschel z ramienia NASA w Laboratorium Napędu Odrzutowego w Pasadenie, Kalifornia, zauważa:
    "To wyjaśnia, dlaczego część tlenu może się ukrywać. Niemniej nie znaleźliśmy dużych ilości i nadal nie rozumiemy, co takiego szczególnego mają miejsca, gdzie go znajdujemy. Wszechświat nadal kryje wiele sekretów."

    Tlen we wszystkich swoich postaciach jest trzecim najpowszechniej występującym pierwiastkiem we wszechświecie i głównym składnikiem naszej planety. Znajduje się w atmosferze, oceanach i skałach i ma decydujące znaczenie dla życia jako takiego, ponieważ wdychamy jego molekularną postać. Niemniej jego funkcjonowanie w kosmosie pozostaje owiane tajemnicą.

    Chociaż poczynione zostały przełomowe kroki w poszukiwaniu tlenu, proces ten niewątpliwie będzie kontynuowany. Göran Pilbratt, współautor raportu z badań i naukowiec pracujący nad projektem Herschel z ramienia ESA, dzieli się przemyśleniami na temat prac: "Dzięki obserwatorium Herschela dysponujemy obecnie niepodważalnym dowodem na istnienie molekularnego tlenu w kosmosie. Nadal pozostaje wiele otwartych kwestii, ale większe możliwości obserwatorium Herschela pozwalają nam zająć się tymi zagadkami."

    Obserwatorium Herschela zostało wystrzelone 14 maja 2009 r. na rakiecie Ariane 5 ECA z europejskiego kosmodromu w Kourou, w Gujanie Francuskiej. Zostało wystrzelone razem z sondą Planck ESA. Zaprojektowano je do wykonywania rutynowych operacji naukowych przez minimum trzy lata. Misja zakończy się, kiedy hel wykorzystywany do chłodzenia płaszczyzny ogniskowej instrumentów naukowych wyczerpie się, co zgodnie z przewidywaniami ma nastąpić pod koniec 2012 r. lub na wiosnę 2013 r.

    Obserwatoria kosmiczne są niezbędne z tego prostego powodu, że atmosfera Ziemi blokuje większość fal podczerwonych, uniemożliwiając oglądanie gwiazd z Ziemi.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Transport tlenu i dwutlenku węgla w organizmie – cykl procesów, celem których jest dostarczenie tlenu do każdej komórki i odprowadzenie CO2. Komórki żywe nieustanie potrzebują tlenu, aby mogły zachodzić procesy przemiany materii. W procesach uzyskiwania energii zachodzących w mitochondriach niezbędny jest tlen. Jest on transportowany układem oddechowym. Hemoglobina płodowa (HbF lub α2γ2) - to główne białko transportujące tlen u ludzkiego płodu w ciągu ostatnich 7 miesięcy rozwoju w macicy i noworodka do około 6 miesiąca życia. Funkcjonalnie hemoglobina ta różni się od hemoglobiny osób dorosłych tym, że wykazuje wyższe powinowactwo do tlenu i wysyca się nim przy niższym ciśnieniu parcjalnym. Dzięki temu rozwijający płód ma lepszy dostęp do tlenu z krwi matki. Ma to duże znaczenie, ponieważ miejscem wymiany gazowej między matką a płodem jest łożysko w którym dochodzi do wymiany tlenu i dwutlenku węgla. W łożysku stężenie tlenu nie jest wysokie, więc hemoglobina odłącza tlen. Gdyby we krwi płodu była taka sama hemoglobina jak we krwi matki, nie mogłaby wiązać dużych ilości tlenu. HbF w warunkach tlenowych łożyska bardzo silnie wiąże tlen, bo wysyca się nim przy niższych stężeniach i może go przenosić z łożyska do narządów płodu. Koncentrator tlenu jest urządzeniem wykorzystywanym w medycynie do dostarczania pacjentowi ciągłych dostaw powietrza ze zwiększoną zawartością tlenu. Stanowią tańszą i bezpieczniejszą alternatywę dla butli ze sprężonym tlenem, które w razie wycieków mogą podnosić ryzyko wybuchu pożaru. Mogą być również wykorzystywane jako stałe źródło tlenu do procesów przemysłowych.

    Tlenoterapia - leczenie tlenem. Metoda terapeutyczna polegająca na wykorzystywaniu tlenu w leczeniu poprzez zwiększenie stężenia tlenu w powietrzu wdechowym. Ariane 5 EPC (Etage Principal Cryogénique) — główny człon rakiet nośnych Ariane 5 ECA i Ariane 5 ES. Wykorzystuje mieszankę ciekłego tlenu i ciekłego wodoru. Od swojego odpowiednika w rakiecie Ariane 5G różni się ulepszonym silnikiem i turbopompą tlenu, oraz zmienionym układem obiegu i przechowywania ciekłego tlenu. Zmiany te umożliwiły zabieranie 15 200 kg więcej paliwa.

    Anoksja (deficyt tlenowy) – stan niedoboru tlenu w środowisku. Najczęściej dotyczy niedoboru tlenu w ekosystemach wodnych oraz w glebie (zwykle po obfitych deszczach). W rybactwie nazywany bywa przyduchą. Często wiąże się z wysoką trofią i zakwitem lub oblodzeniem powierzchni akwenu uniemożliwiającym rozpuszczanie tlenu atmosferycznego w wodzie. Długotrwałe braki tlenu (warunki anaerobowe) prowadzą do powstawania z materii organicznej dużych ilości siarkowodoru i martwicy wód, zaczynającej się w warstwach przydennych. Bilans tlenowy - w materiałach wybuchowych ilość tlenu powstała przy całkowitej przemianie materiału w NO2, H2O, SO2, CO2 itp. Jeśli ilość tlenu jest niewystarczająca do pełnego zakończenia reakcji utleniania, mówi się, że materiał posiada ujemny bilans tlenowy; jeżeli po zakończeniu pozostaje jeszcze wolny tlen - bilans jest dodatni. Bilans tlenowy wyraża się w procentach wagi, opatrując odpowiednim znakiem (+ lub -).

    Krzemiany: Głównym motywem strukturalnym krzemianów jest czworościan z jednym atomem krzemu w centrum i czterema atomami tlenu na wierzchołkach. Czworościany mogą występować pojedynczo lub łączą się ze sobą, mając wspólny jeden lub więcej atomów tlenu. Wskaźnik oksygenacji (PaO2/FiO2) – iloraz ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi tętniczej i zawartości tlenu w mieszaninie oddechowej (zawartość tlenu przedstawiona w formie ułamka dziesiętnego). Wykorzystywany w ocenie wydolności oddechowej organizmu człowieka.

    Anaerob fakultatywny, względny beztlenowiec – typ organizmu anaerobowego, zwykle bakterii, który rośnie zarówno w środowisku zawierającym tlen , jak i pozbawionym tlenu. Wyróżniane są dwa typy względnych beztlenowców. Pierwszy to organizmy,które rozwijają się w obecności tlenu, wytwarzając energię metaboliczną przez fermentację i nie korzystają z tlenu w swoim metabolizmie. Takie organizmy nazywane są aerotolerancyjnymi. Druga grupa w zależności od dostępu tlenu pozyskuje energię dzięki oddychaniu tlenowemu lub fermentacji, w zależności od warunków w jakich się znajduje.

    Oksymioglobina – utlenowana postać mioglobiny. Mioglobina jest białkiem służącym do magazynowania tlenu w tkance mięśniowej. Ma ciemnoczerwoną (purpurową) barwę. Po przyłączeniu cząsteczki tlenu, zmienia się jej konformacja i barwa. Mioglobina z przyłączoną cząsteczką tlenu określana jest jako oksymioglobina i zmienia barwę na jasnoczerwoną (wiśniową). Jest to zjawisko odwracalne. Gdy ciśnienie cząstkowe tlenu w otoczeniu spada, jego cząsteczka odłącza się od cząsteczki oksymioglobiny. W żywych mięśniach mechanizm ten pozwala na przechowywanie tlenu i uwalnianie jego rezerw podczas anoksemii. W przetwórstwie mięsa ma to znaczenie estetyczne. Mięso tuż po uboju zawiera głównie nienatlenioną mioglobinę i ma ciemnoczerwoną barwę. Podczas rozbioru i cięcia mięsa, wnika do niego tlen atmosferyczny i łącząc się mioglobiną, przekształca ją w oksymioglobinę. Dlatego mięso w pierwszych etapach obróbki ma jasnoczerwony kolor kojarzony ze świeżością.

    Hipoksja – niedobór tlenu w tkankach powstający w wyniku zmniejszonej dyfuzji tlenu w płucach (hipoksja hipoksemiczna) lub zaburzenia transportu tlenu przez krew do tkanek (hipoksja ischemiczna). Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZTn) – umowny wskaźnik określający biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, czyli ilość tlenu wymaganą do utlenienia związków organicznych przez mikroorganizmy (bakterie aerobowe). Wartość tę uzyskuje się w wyniku pomiaru zużycia tlenu przez badaną próbkę wody lub ścieków w ciągu 5, 7 lub 20 dób (Oznaczając to odpowiedni BZT5, BZT7 lub BZT20). Pośrednio określa się w ten sposób stężenie substancji organicznej podatnej na biodegradację. BZTn jest wskaźnikiem czystości wody i jakości oczyszczanych ścieków: im wyższa wartość BZTn tym większe zanieczyszczenie (ilość związków organicznych). Z przyczyn praktycznych częściej stosowane jest BZT5 lub BZT7.

    Dodano: 09.08.2011. 17:26  


    Najnowsze