Er livet unikt for Jorden, eller er vi ikke alene i universet? Hvad er betingelserne for livets oprindelse? Kan vi finde spor af liv i vores solsystem eller andre steder? For at besvare disse spørgsmål er det nødvendigt at videreudvikle det tværfaglige felt rumvidenskab, som omfatter fysik, kemi, biologi, geologi og ingeniørvidenskab. Et aspekt af dette felt, som bliver undersøgt på Institut for Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet, er dannelsen af molekyler, der udgør livets byggesten, såsom aminosyrer. Dannelsen foregår under de barske forhold i rummet, nemlig vakuum, ekstreme temperaturer (ned til 10 K, -263,15 Celsius), og intens stråling, som er skadelig for liv på Jorden. At forstå, hvordan simple uorganiske og organiske molekyler dannes i rummet og derefter leveres til overfladen af nyfødte planeter, er nøglen til at besvare spørgsmålet om, hvorvidt livets byggesten kom fra rummet eller blev dannet på Jordens overflade.
På synkrotronen ASTRID2 bruger vi en ultrahøjvakuum-opsætning, der simulerer nogle af de rumforhold, hvor sådanne molekyler kan dannes. Dette opnås ved at forberede islag af molekyler ved 10 K, som repræsenterer isoverfladen på Jupiters og Saturns måner i vores solsystem og/eller isstøvpartikler i det interstellare medium, hvor stjerner og planeter dannes. Sådanne islag udsættes derefter for højenergetiske elektroner der repræsenterer solvinden eller kosmisk stråling. I dette eksperiment bruges lys fra synkrotronen til at indsamle det spektrale fingeraftryk af faste molekyler i vakuum-ultraviolette spektralområde for at understøtte rummissioner som Cassini og JUICE.
På ASTRID2 vil studerende kunne deltage i og gennemføre et eksperiment til deres SOP eller SRP, der undersøger dannelsen af ozon (O3) i solsystemet, startende med 1 keV elektronbestråling af fast molekylært ilt (O2), som findes på overfladen af ismånerne omkring vores gasgiganter og i det ydre solsystem på mindre isobjekter. Selvom det er et simpelt, uorganisk molekyle, er ozon et nøglemolekyle for liv, da dets atmosfæriske lag beskytter livet på Jorden mod skadelig stråling fra Solen. Studerende vil kunne indsamle og visualisere data på anlægget. Ved dagens afslutning vil studerende tage deres egne data med hjem for at udføre yderligere analyser. Det kunne fx være udledning af ozondannelses- og nedbrydningsrater under rumforhold og plotte resultaterne i Excel eller lignende programmer og programmeringssprog. Eksperimenter kan kun udføres på udvalgte datoer baseret på stråletids-tilgængelighed.
Kontaktperson: Sergio Ioppolo, e-mail: s.ioppolo@phys.au.dk
