حقوق الصورة: NRAO
اكتشف فريق من العلماء يستخدمون تلسكوب روبرت سي بيرد جرين بانك التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم جزيئين جديدين في سحابة بين النجوم بالقرب من مركز مجرة درب التبانة. هذا الاكتشاف هو أول اكتشاف لـ GBT لجزيئات جديدة ، ويساعد بالفعل علماء الفلك على فهم العمليات المعقدة التي تتشكل بها الجزيئات الكبيرة في الفضاء.
تم اكتشاف جزيء 8 ذرات وبروبان 10 جزيء في سحابة كبيرة من الغاز والغبار على بعد 26000 سنة ضوئية في منطقة تعرف باسم القوس B2. مثل هذه الغيوم ، التي غالبًا ما تكون عبر سنوات ضوئية عديدة ، هي المادة الخام التي تتكون منها النجوم الجديدة.
قال جان م. هوليس من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند: "على الرغم من أن هذه الغيوم بين النجوم مخيفة للغاية ، إلا أنها مواقع تفاعلات كيميائية معقدة تحدث على مدى مئات الآلاف أو ملايين السنين". بمرور الوقت ، يمكن تكوين جزيئات أكثر تعقيدًا في هذه السحب. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، لا توجد نظرية مقبولة تتناول كيفية تكوين الجزيئات بين النجوم التي تحتوي على أكثر من 5 ذرات. "
حتى الآن ، تم اكتشاف حوالي 130 جزيءًا مختلفًا في السحب بين النجوم. تحتوي معظم هذه الجزيئات على عدد قليل من الذرات ، وتم العثور على عدد قليل من الجزيئات التي تحتوي على ثماني ذرات أو أكثر في السحب بين النجوم. في كل مرة يتم اكتشاف جزيء جديد ، فإنه يساعد على تقييد كيمياء التكوين وطبيعة حبيبات الغبار بين النجوم ، والتي يعتقد أنها مواقع تكوين معظم الجزيئات بين النجوم المعقدة.
تعاون هوليس مع أنتوني ريميجان ، أيضًا من وكالة ناسا جودارد. فرانك ج. لوفاس من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في Gaithersburg ، دكتوراه في الطب ؛ هارالد موليندال من جامعة أوسلو ، النرويج ؛ وفيليب ر. جويل من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) في Green Bank، W.Va. تم قبول نتائجهم للنشر في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
في تجربة GBT ، لوحظت ثلاثة جزيئات ألدهيد ويبدو أنها مرتبطة بتفاعلات إضافة هيدروجين بسيطة ، والتي ربما تحدث على سطح الحبوب بين النجوم. الألدهيد عبارة عن جزيء يحتوي على مجموعة الألدهيد (CHO): ذرة كربون مرتبطة بشكل منفرد بذرة هيدروجين ورابط مزدوج لذرة أكسجين ؛ الرابطة المتبقية على نفس روابط ذرة الكربون لبقية الجزيء.
بدءًا من propynal الذي تم الإبلاغ عنه مسبقًا (HC2CHO) ، يتم تكوين propalal (CH2CHCHO) بإضافة ذرتي هيدروجين. من نفس العملية يتم تشكيل البروبان (CH3CH2CHO) من البروبان.
بعد تكوين هذه الجزيئات على حبيبات الغبار بين النجوم ، يمكن إخراجها كغاز منتشر. إذا تراكمت جزيئات كافية في الغاز ، يمكن اكتشافها بواسطة تلسكوب لاسلكي. عندما تدور الجزيئات من طرف لآخر ، فإنها تتغير من حالة طاقة دورانية إلى أخرى ، وتنبعث منها موجات راديوية بترددات دقيقة. تشكل "عائلة" الترددات الراديوية المنبعثة من جزيء معين "بصمة" فريدة يمكن للعلماء استخدامها لتحديد ذلك الجزيء. حدد العلماء الألدهيدات الجديدين من خلال الكشف عن عدد من ترددات البث الراديوي في ما يسمى منطقة النطاق K (18 إلى 26 GHz) من الطيف الكهرومغناطيسي.
قال لوفاس: "يتم تحديد الجزيئات بين النجوم من خلال الترددات الفريدة للطيف الدوراني لكل جزيء". "يتم قياسها إما مباشرة في المختبر أو حسابها من البيانات المقاسة. في هذه الحالة ، استخدمنا الترددات الطيفية المحسوبة بناءً على تحليل بيانات الأدب ".
تعتبر الجزيئات المعقدة في الفضاء ذات أهمية لأسباب عديدة ، بما في ذلك ارتباطها المحتمل بتشكيل الجزيئات ذات الأهمية البيولوجية على الأرض المبكرة. ربما تكونت الجزيئات المعقدة في بداية الأرض ، أو ربما تكونت في الغيوم بين النجوم وتم نقلها إلى سطح الأرض.
الجزيئات مع مجموعة الألدهيد مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأن العديد من الجزيئات ذات الأهمية البيولوجية ، بما في ذلك عائلة من جزيئات السكر ، هي الألدهيدات.
قال ريميجان: "يمكن استخدام GBT لاستكشاف احتمالية حدوث كمية كبيرة من كيمياء ما قبل الحيوية في الفضاء قبل وقت طويل من حدوثها على كوكب حديث التكوين." تتكون المذنبات من الغيوم بين النجوم وقصف متواصل لكوكب حديث التكوين في وقت مبكر من تاريخه. فوهات على قمرنا تشهد على ذلك. وبالتالي ، قد تكون المذنبات وسيلة إيصال الجزيئات العضوية اللازمة لبدء الحياة على كوكب جديد ".
تُظهر التجارب المعملية أيضًا أن تفاعلات الإضافة الذرية - على غرار تلك التي يُفترض حدوثها في السحب بين النجوم - تلعب دورًا في تركيب الجزيئات المعقدة عن طريق إخضاع الجليد الذي يحتوي على جزيئات أبسط مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والميثانول إلى جرعات الإشعاع المؤين. وبالتالي ، يمكن الآن استنباط التجارب المعملية مع مكونات الجليد المختلفة لمحاولة إنتاج الألدهيدات التي تمت ملاحظتها مع GBT.
يوضح الكشف عن الألدهيدات الجديدين المرتبطين بمسار كيميائي شائع يسمى إضافة الهيدروجين ، أن التطور إلى أنواع أكثر تعقيدًا يحدث بشكل روتيني في السحب بين النجوم وأن آلية بسيطة نسبيًا قد تبني جزيئات كبيرة من الجزيئات الأصغر. قال هوليس إن GBT هي الآن أداة رئيسية في استكشاف التطور الكيميائي في الفضاء.
يعد GBT أكبر تلسكوب لاسلكي قابل للتوجيه في العالم. يتم تشغيله من قبل NRAO.
"سمح لنا القطر الكبير والدقة العالية لـ GBT بدراسة الغيوم بين النجوم الصغيرة التي يمكنها امتصاص الإشعاع من مصدر خلفي ساطع. لقد أعطتنا حساسية ومرونة التلسكوب أداة جديدة مهمة لدراسة الجزيئات المعقدة بين النجوم.
المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي هو مرفق تابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، ويتم تشغيله بموجب اتفاقية تعاون من قبل Associated Universities، Inc.
المصدر الأصلي: NRAO News Release
