في عالم الفلك، تلعب الجزيئات العضوية دوراً مهماً في فهم نشأة الكون وتطور الحياة. في دراسة حديثة، تمكن فريق من علماء الفلك من اكتشاف أحد أكبر الجزيئات الغنية بالكربون في أعماق الفضاء، وهو مركب يُسمى “البيرين” الموجود في سحابة الثور، على بعد 430 سنة ضوئية من الأرض. يكشف هذا الاكتشاف، الذي جاء نتيجة تعاون بين تلسكوبات هابل وسبitzer، المزيد عن كيفية تكوّن الكربون، العنصر الأساسي للحياة. سنستعرض في هذا المقال تفاصيل هذا الاكتشاف العلمي الرائد، وأهميته في مجال الكيمياء الفلكية، بالإضافة إلى الآثار المحتملة لها على فهمنا لنشأة النظام الشمسي.
الظواهر الكيميائية في الفضاء
اكتشف الفلكيون أحد أكبر الجزيئات القائمة على الكربون في الفضاء العميق، وهو موجود داخل سحابة الثور الجزيئية، التي تبعد 430 سنة ضوئية عن الأرض. هذه الاكتشافات مهمة للغاية لأنها تعطي أدلة إضافية قد تساعد في حل لغز طويل الأمد في علم الكيمياء الفلكية: من أين يأتي الكربون، وهو عنصر أساسي للحياة؟ الجزيء المكتشف يسمى “بايرين”، ويتألف من أربع حلقات مسطحة من الكربون ملتحمة معاً. يتم تصنيف هذا الجزيء كنوع من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، وهي من أكثر الجزيئات تعقيدًا في الكون. تعتبر PAHs وفيرة جدًا وقد لوحظت لأول مرة في الستينيات في النيازك المعروفة باسم الشوندرايت الكربونية، وهي بقايا من السحاب البدائي الذي شكل نظامنا الشمسي.
تنتشر PAHs في مختلف مراحل حياة النجوم، من انطلاقها وحتى موتها، ويمثل وجودها دليلاً على كيفية تشكيل أنظمة كوكبية جديدة. ففي الفضاء القاسي، هناك حاجة إلى جزيئات مستقرة يمكنها البقاء على قيد الحياة تحت ظروف متعددة، ويعتبر بايرين واحدًا من هذه الجزيئات القوية. بالإضافة إلى ذلك، تُقدّر PAHs بأنها تشكل حوالي 20% من الكربون الموجود في الفضاء، مما يجعلها ذات أهمية كبيرة في استكشاف الفيزياء الفلكية والكيمياء الفلكية.
البحث عن الكربون في سحابة الثور الجزيئية
بدأ الباحثون في البحث عن بايرين وجزيئات PAHs الأخرى في سحابة الثور بعد العثور على تركيزات عالية منها في عينات من الكويكب القريب من الأرض “ريوجو”. أي اكتشاف جزيئات مثل هذه في المكان الذي يُعتقد أنه زود نظامنا الشمسي بمكونات أساسية مثل الكربون والماء وغيرهما يعتبر ارتباطًا مباشرًا، مما يعزز الفهم حول مكونات وخصائص الحياة على كوكبنا.
تُعتبر سحابة الثور الجزيئية بيئة تسمح بتكوين الجزيئات المعقدة، مما يجعل العثور على PAHs فيها أمرًا منطقيًا. تؤكد هذه الاكتشافات على فرضية أن الكيمياء التي حدثت في هذه السحب الجزيئية ذات صلة بطرق تكوين النظام الشمسي ومصدر المواد التي زودت الكواكب بالأساسيات اللازمة للحياة.
تقنيات الفلك الراديوي ودورها في الاكتشافات
تمت عملية الاكتشاف باستخدام الراديو الفلكي، وهو فرع رئيسي من علم الفلك يدرس الكائنات السماوية مثل النجوم والكواكب والمجرات من خلال طيف الراديو. من خلال دراسة الموجات الراديوية المنبعثة من هذه المصادر، يمكن للفلكيين التعرف على التركيب والهيكل والحركة الخاصة بهذه الأهداف. تتميز التلسكوبات الراديوية بقدرتها على رصد الجزيئات الفردية بدلاً من المجموعات الجزيئية العامة، وذلك بفضل قدرتها على اكتشاف “بصمات” الأشعة الكهرومغناطيسية الفريدة التي تنبعث من الجزيئات.
تعتمد هذه العملية على طريقة تفاعل الجزيئات مع مستويات الطاقة الدورانية والاهتزازية المختلفة. كل جزيء يمتلك مجموعة فريدة من هذه المستويات، وبالتالي يمكن تحديده بشكل مميز من خلال الموجات الراديوية التي يبعثها أو يمتصها.
الآثار والمستقبل
تشير التقديرات إلى أن بايرين يمثّل حوالي 0.1% من الكربون الموجود في سحابة الثور، ويعتبر هذا تركيزًا كبيرًا للغاية. هذه الكميات المهولة من الكربون تُظهر استقرارًا كيميائيًا في البيئات بين النجومية. كما أن درجات الحرارة المنخفضة في هذه السحابة، التي تقدّر بـ 10 كلفن (-263 درجة مئوية)، تحظى باهتمام كبير حيث إنه يُعتقد أن PAHs تتكون خلال عمليات عالية الحرارة، مثل الاحتراق. وجودها في بيئة باردة يفتح المجال لدراسات مستقبلية حول كيفية تكوين هذه الجزيئات في ظروف غير متوقعة.
تسعى الأبحاث المستقبلية لاستكشاف ما إذا كانت PAHs يمكن أن تتكون في أماكن شديدة البرودة، أو ما إذا كانت قد وصلت من أماكن أخرى في الكون، مثل مراحل موت النجوم القديمة. إن فهم كيفية تشكيل هذه الجزيئات ونقلها في الفضاء يمكن أن يكشف العديد من الأسرار حول النظام الشمسي وحياة الكائنات داخلها. هذه المجالات من البحث تمثل جزءاً أساسيًا من دراسة أصل الحياة في الكون وكيف تتفاعل العناصر والمركبات الكيميائية في البيئات المعقدة.
تم استخدام الذكاء الاصطناعي ezycontent
اترك تعليقاً