اكتشف علماء الفلك واحدة من أكبر جزيئات الكربون الموجودة في الفضاء السحيق، وتقع في سحابة برج الثور الجزيئية، على بعد 430 سنة ضوئية من الأرض. يعد هذا الاكتشاف مهمًا لأنه يوفر أدلة إضافية يمكن أن تساعد في حل لغز طويل الأمد في الكيمياء الفلكية: من أين يأتي الكربون، وهو لبنة بناء الحياة؟
يتكون الجزيء، المسمى البيرين، من أربع حلقات مستوية من الكربون. ولذلك يتم تصنيفها ضمن الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، وهي واحدة من أكثر الجزيئات المعقدة وفرة في الكون المرئي. تم اكتشاف الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات لأول مرة في ستينيات القرن الماضي، النيازك المعروفة باسم الكوندريتات الكربونية، وهي بقايا السديم البدائي الذي شكل كوكبنا النظام الشمسي.
“أحد الأسئلة الكبيرة المتعلقة بتكوين النجوم والكواكب هو ما هو مقدار المخزون الكيميائي لتلك السحابة الجزيئية الأولى الموروثة والذي يشكل اللبنات الأساسية للنظام الشمسي؟” وقال بريت ماكغواير، أستاذ الكيمياء المساعد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في بيان إفادة.
تمثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات حوالي 20% من الكربون الموجود في الفضاء، وهي موجودة في مراحل مختلفة من حياة النجوم، منذ تكوينها وحتى وفاتها. إن استقرارها ومرونتها في مواجهة الأشعة فوق البنفسجية يجعلها قادرة على البقاء حتى في الظروف القاسية في الأعماق. فضاء.
متعلق ب: تلسكوب جيمس ويب الفضائي يرى سديم أوريون في ضوء جديد مذهل (صور)
يقول الباحثون إنهم بدأوا البحث عن البيرين وغيره من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في الغلاف الجوي ثور تم العثور على سحابة بعد البيرين بمستويات عالية في العينات التي تم جمعها بالقرب من الأرض الكويكب ريوجو. ويشكل اكتشاف هذه الجزيئات في مهد نظامنا الشمسي رابطا مباشرا يبحث عنه علماء الفلك منذ فترة طويلة.
وقال ماكغواير: “ما ننظر إليه هو البداية والنهاية، ويظهران نفس الشيء”. “هذا دليل قوي جدًا على أن هذه المادة من السحب الجزيئية الأولى موجودة في الجليد والغبار والأجسام الصخرية التي تشكل نظامنا الشمسي.”
تم هذا الاكتشاف باستخدام علم الفلك الراديوي، وهو مجال فرعي رئيسي من علم الفلك علم الفلك الذي يرصد الأجرام السماوية مثل النجومالكواكب والمجرات والسحب الغبارية في الطيف الراديوي. ومن خلال دراسة موجات الراديو من هذه المصادر، يمكن لعلماء الفلك معرفة المزيد عن تكوين وهياكل وحركات أهداف معينة.
بالمقارنة مع الأدوات الأخرى المستخدمة لتحديد الجزيئات في الفضاء، توفر التلسكوبات الراديوية القدرة على مراقبة الجزيئات الفردية بدلاً من المجموعات الجزيئية العامة. يفعلون ذلك عن طريق الكشف عن “بصمات الأصابع” الفريدة للإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يصدره الجزيء أو يمتصه بترددات محددة حيث يكون لكل جزيء مجموعة متميزة من مستويات الطاقة الدورانية والاهتزازية. يتم إنشاء موجات الراديو المميزة عندما يتحرك الجزيء من مستوى إلى آخر.
وقالت إلسا كوك، الأستاذة المساعدة في قسم الكيمياء بجامعة كولومبيا البريطانية: “هذا هو الآن الفرد السابع من PAH الذي تم تحديده في الفضاء منذ أن عثرنا عليه لأول مرة في عام 2021”. “[PAHs] لها تراكيب كيميائية مشابهة لتلك الموجودة في العناصر الأساسية للحياة. ومن خلال تعلم المزيد عن كيفية تشكل هذه الجزيئات وانتقالها عبر الفضاء، فإننا نتعلم المزيد عن نظامنا الشمسي وبالتالي عن الحياة هناك. »
وقدر علماء الفلك أن البيرين يشكل حوالي 0.1% من الكربون الموجود في السحابة. وقال ماكغواير: “إنها وفرة هائلة للغاية. وهي عبارة عن مخزن كربون لا يصدق تقريبًا. إنها جزيرة استقرار بين النجوم”.
ما كان أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة للفريق، بصرف النظر عن اكتشاف مادة البيرين في أصل نظامنا الشمسي، هو حقيقة أن درجات حرارة السحابة تم قياسها عند 10 كلفن فقط (-263 درجة مئوية). على أرضتتشكل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات أثناء العمليات ذات درجات الحرارة المرتفعة، خاصة أثناء احتراق الوقود الأحفوري. لذلك كان العثور عليهم في هذه البيئة الباردة أمرًا مفاجئًا. “يهدف العمل المستقبلي إلى تحديد ما إذا كانت الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات يمكن أن تتشكل في مكان شديد البرودة أو ما إذا كانت تصل من مكان آخر الكونقال كوك: “ربما عبر عذاب نجم قديم”.
