Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Leptání grafenu na SiC zrnech jako možná cesta vzniku polycyklických uhlovodíků v mezihvězdném prostoru

P. Merino1, M. Švec2, J. I. Martinez3, P. Jelinek2, P. Lacovig4, M. Dalmiglio4, S. Lizzit4, P. Soukiassian5,6, J. Cernicharo1 a J. A. Martin-Gago7,8

Polycyklické aromatické uhlovodíky jsou mezi nejčastěji pozorovanými molekulami v mezihvězdném prostoru a současně patří ke klíčovým molekulám k pochopení probiotických kořenů vzniku života. Nicméně, jejich přítomnost a hojnost v kosmu zatím představuje neobjasněnou záhadu. V našem výzkumu jsme ukázali, že aromatické molekuly mohou vznikat na grafitizovaném povrchu karbidu křemíku, ze kterého je běžně složen hvězdný prach, pokud je vystaven v laboratorní vakuové komoře působení atomárního vodíku při tlacích a teplotách běžných v mezihvězdném prostoru.

Vznik mezihvězdných polyaromatických uhlovodíků a aromaticko-alifatických molekul v obálkách hvězd může postupovat ve čtyřech stádiích: (1) Vznik plynného SiC a kondenzace do mikro- a nano- metrových zrn (T= 2 000 K; 1–5 R*, kde R* je vzdálenost v poměru k poloměru hvězdy). (2) Vyžíhání zrn SiC v blízkosti hvězdy a vznik fází bohatých na uhlík a grafen (T=2 000–1 500 K, 1–5 R*). (3) Působení atomárního vodíku, který vede ke grafitizaci a vodíkové pasivaci spodní vrstvy (T=1 500–1 200 K; 5–20 R*). (4) Leptání grafenu atomárním vodíkem a teplem aktivovaná desorbce polyaromatických uhlovodíků (T=1 200–1 000 K, 5–20 R*).

1Centro de Astrobiología INTA-CSIC, Carretera de Ajalvir, km.4, ES-28850 Madrid, Spain
2Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Cukrovarnicka 10, CZ-16200 Prague, Czech Republic
3Instituto Ciencia de Materiales de Madrid-CSIC, c/. Sor Juana Inés de la Cruz, 3, ES-28049 Madrid, Spain
4Elettra-Sincrotrone Trieste S.C.p.A., Area Science Park, S.S. 14, Km 163.5, I-34149 Trieste, Italy
5Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, SIMA, DSM-IRAMIS-SPEC, Bât. 462, 91191 Gif sur Yvette, France
6Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, Saint-Aubin, 91192 Gif sur Yvette, France
7Centro de Astrobiología INTA-CSIC, Carretera de Ajalvir, km.4, ES-28850 Madrid, Spain
8Instituto Ciencia de Materiales de Madrid-CSIC, c/. Sor Juana Inés de la Cruz, 3, ES-28049 Madrid, Spain

Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.