सिडनी में एक पीएचडी छात्र ने वह कर दिखाया जो एक बहुत ही विस्तृत घरेलू रसायन प्रयोग जैसा लगता है: प्रयोगशाला की बोतल के अंदर ब्रह्मांड का एक छोटा सा टुकड़ा बनाकर शुरू से ब्रह्मांडीय धूल का उत्पादन किया। यह प्रयोग इस बारे में नए सुराग देता है कि पृथ्वी के बनने से पहले ही जीवन से जुड़े कुछ रासायनिक तत्व कैसे विकसित हो सकते थे।

सिडनी विश्वविद्यालय में सामग्री और प्लाज्मा भौतिकी में पीएचडी उम्मीदवार लिंडा लोसुरडो ने तारों और सुपरनोवा अवशेषों के पास पाए जाने वाले ऊर्जावान वातावरण का अनुकरण करने के लिए नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और एसिटिलीन को मिलाया। फिर उन्होंने गैसों को एक शक्तिशाली विद्युत आवेश के संपर्क में लाया। इस प्रक्रिया ने कार्बन युक्त धूल बनाई जो अंतरतारकीय अंतरिक्ष में तैरने वाली सामग्री से मिलती-जुलती है और धूमकेतुओं, क्षुद्रग्रहों और उल्कापिंडों के अंदर संरक्षित है। निष्कर्ष अमेरिकी खगोलीय सोसायटी के द एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित हुए।

प्रयोगशाला की धूल में कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के जटिल संयोजन होते हैं - जिन्हें सामूहिक रूप से CHON अणु के रूप में जाना जाता है - जो जीवन के लिए महत्वपूर्ण माने जाने वाले कई कार्बनिक पदार्थों में पाए जाते हैं। "हमें अब उनके इतिहास को समझने के लिए किसी क्षुद्रग्रह या धूमकेतु के पृथ्वी पर आने का इंतजार नहीं करना पड़ेगा," सुश्री लोसुरडो ने कहा। "आप प्रयोगशाला में एनालॉग वातावरण बना सकते हैं और इन्फ्रारेड फिंगरप्रिंट का उपयोग करके उनकी संरचना को रिवर्स इंजीनियर कर सकते हैं।" उन्होंने कहा, "यह ऐसा है जैसे हमने अपनी प्रयोगशाला में एक बोतल में ब्रह्मांड का एक छोटा सा हिस्सा फिर से बनाया है।"

अंतरिक्ष में, ब्रह्मांडीय धूल चरम स्थितियों में विकसित होती है जहां अणु बार-बार आयनों और इलेक्ट्रॉनों से टकराते हैं, जिससे रासायनिक प्रतिक्रियाएं शुरू होती हैं जो तेजी से जटिल सामग्री बनाती हैं। खगोलविद विभिन्न प्रकार की ब्रह्मांडीय धूल की पहचान उनके द्वारा उत्सर्जित अवरक्त प्रकाश का अध्ययन करके करते हैं - आणविक फिंगरप्रिंट जो रासायनिक संरचना को प्रकट करते हैं। लोसुरडो के प्रयोगशाला नमूनों ने अंतरिक्ष में देखे गए समान विशिष्ट अवरक्त हस्ताक्षर उत्पन्न किए, जो दर्शाता है कि प्रयोग वास्तविक ब्रह्मांडीय प्रक्रियाओं को बारीकी से पुन: पेश करता है।

पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई, यह विज्ञान के सबसे बड़े अनुत्तरित प्रश्नों में से एक है। शोधकर्ता जांच करते हैं कि क्या पहले कार्बनिक अणु युवा ग्रह पर बने, धूमकेतुओं और उल्कापिंडों पर पहुंचे, सौर मंडल के आकार लेने के दौरान वितरित किए गए, या संयोजन का परिणाम थे। लगभग 4.56 अरब से 3.5 अरब साल पहले, उल्कापिंड, सूक्ष्म उल्कापिंड और अंतरग्रहीय धूल कण बार-बार पृथ्वी से टकराते थे, जो भारी मात्रा में कार्बनिक पदार्थ ले जाते थे। हालांकि, वह सामग्री मूल रूप से कहां बनी और किन प्रक्रियाओं ने इसे बनाया, यह अभी भी अनिश्चित है।

"धूमकेतु और क्षुद्रग्रह सामग्री में सहसंयोजक रूप से बंधे कार्बन और हाइड्रोजन को तारों के बाहरी आवरणों में, सुपरनोवा जैसी उच्च-ऊर्जा घटनाओं में और अंतरतारकीय वातावरण में बनने के लिए माना जाता है," सुश्री लोसुरडो ने कहा। "हम जो समझने की कोशिश कर रहे हैं, वे विशिष्ट रासायनिक मार्ग और स्थितियां हैं जो सभी CHON तत्वों को जटिल कार्बनिक संरचनाओं में शामिल करती हैं जो हम ब्रह्मांडीय धूल और उल्कापिंडों में देखते हैं।"

लोसुरडो ने अपने पर्यवेक्षक प्रोफेसर डेविड मैकेंज़ी के साथ प्रयोग किया। उन्होंने पहले कांच की नलियों से हवा निकालने के लिए वैक्यूम पंप का उपयोग किया, जिससे लगभग-अंतरिक्ष खालीपन पैदा हुआ। फिर उन्होंने नलियों को नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और एसिटिलीन से भर दिया। लगभग एक घंटे के लिए, गैस मिश्रण को लगभग 10,000 वोल्ट के विद्युत विभव के अधीन किया गया, जिससे एक चमक निर्वहन प्लाज्मा बन गया। तीव्र ऊर्जा ने मूल अणुओं को विभाजित कर दिया, और उनके घटक बड़े, अधिक जटिल रासायनिक संरचनाओं में पुनर्संयोजित हो गए। नवनिर्मित सामग्री नलियों के अंदर सिलिकॉन चिप्स पर जम गई, जिससे धूल की एक पतली कोटिंग पीछे रह गई - कुछ नमूनों में ब्रह्मांडीय सामग्री के चमकदार टुकड़ों जैसा दिखता है।

मैकेंज़ी ने कहा कि पृथ्वी पर इस धूल का उत्पादन वैज्ञानिकों को उन स्थितियों तक पहुंच प्रदान करता है जिनकी सीधे अंतरिक्ष में जांच नहीं की जा सकती। "प्रयोगशाला में ब्रह्मांडीय धूल बनाकर, हम अंतरिक्ष में धूल बनने पर शामिल आयन प्रभावों और तापमानों की तीव्रता का पता लगा सकते हैं," उन्होंने कहा। "यह महत्वपूर्ण है यदि आप ब्रह्मांडीय धूल बादलों के अंदर के वातावरण को समझना चाहते हैं, जहां