تلسکوپ رادیویی مولکول‌هایی با مقادیر بالای کربن را در ابر کیهانی شناسایی کرد!

یک تیم از ستاره‌شناسان به سرپرستی پژوهشگران MIT، مولکولی به نام پایرن، یک هیدروکربن پیچیده را در ابر میان‌ستاره‌ای موسوم به TMC-1 شناسایی کرده‌اند. پایرن یک مولکول بزرگ کربن‌محور است که به خانواده هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAH) تعلق دارد. وجود این مولکول در این ابر دوردست نشان می‌دهد که ممکن است در تشکیل منظومه شمسی ما نقشی داشته باشد. جالب است که وجود پایرن در نمونه‌های سیارک ریوگو نیز این فرضیه را تقویت می‌کند.

برِت مک‌گوایر، استادیار شیمی در MIT، گفت:

یکی از پرسش‌های بزرگ در زمینه تشکیل ستارگان و سیارات این است که چه میزان از ترکیبات شیمیایی آن ابر مولکولی اولیه به ارث رسیده و به عنوان اجزای اصلی منظومه شمسی شکل گرفته است؟ آنچه ما بررسی می‌کنیم، آغاز و پایان این فرآیند است و هر دو یک نتیجه مشابه را نشان می‌دهند. این شواهد قوی دلالت دارند که مواد موجود در ابر مولکولی اولیه راه خود را به سمت یخ، غبار و اجسام سنگی که منظومه شمسی ما را تشکیل می‌دهند، باز می‌کنند.

کاربرد تلسکوپ رادیویی

ستاره‌شناسان از تلسکوپ ۱۰۰ متری گرین بنک (GBT) برای شناسایی پایرن در ابر TMC-1 استفاده کردند. هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای مولکول‌های بزرگی هستند که از حلقه‌های کربنی به هم‌پیوسته تشکیل شده‌اند و تخمین زده می‌شود که ۱۰ تا ۲۵ درصد از کربن موجود در فضا را در خود ذخیره می‌کنند. در سیاره ما، این نوع هیدروکربن‌ها نتیجه فرآیندهای احتراق هستند، مانند سوختن سوخت‌های فسیلی و حتی آثار سوختگی روی غذای کبابی.

پایرن، با چهار حلقه به هم‌پیوسته، یک هیدروکربن‌ آروماتیک چندحلقه‌ای بزرگ محسوب می‌شود و در رتبه سوم بزرگ‌ترین مولکول‌هایی است که تاکنون در فضا شناسایی شده و بزرگ‌ترین مولکولی است که از طریق رادیو نجوم شناسایی شده است.

شناسایی پایرن

برای شناسایی پایرن در فضا به کمک تلسکوپ‌های رادیویی، پژوهشگران ابتدا سیانوپایرن را در آزمایشگاه سنتز کردند. این کار ضروری بود، زیرا گروه سیانو (CN) به مولکول اجازه می‌دهد سیگنال‌های رادیویی قابل شناسایی ارسال کند. پس از سنتز، پژوهشگران سیگنال‌های آزمایشگاهی را برای تطبیق با سیگنال‌های فضایی احتمالی تحلیل کردند.

تلسکوپ گرین بنک موفق به شناسایی سیانوپایرن در کل ابر TMC-1 شد، هرچند تنها ۰.۱ درصد از کربن این ابر را تشکیل می‌داد. در حالیکه ۰.۱ درصد ممکن است عدد کمی به‌نظر برسد، اما با توجه به تنوع زیاد مولکول‌های کربنی در فضا، بسیار قابل‌توجه است.

بِرت مک‌گوایر، استاد کمکی شیمی در MIT، توضیح داد:

در حالیکه ۰.۱ درصد به نظر رقم بزرگی نمی‌آید، اکثر کربن در کربن مونوکسید (CO) ذخیره می‌شود که دومین مولکول فراوان در جهان پس از هیدروژن مولکولی است. اگر CO را کنار بگذاریم، از هر چند صد اتم کربن باقی‌مانده، یکی در پایرن است.

این یک فراوانی عظیم است. یک مخزن کربن تقریباً باور نکردنی. یک جزیره بین‌ستاره‌ای از پایداری است.

همان‌طور که ستارگان و سیارات از این ابرهای کیهانی شکل می‌گیرند، مولکول‌هایی مانند پایرن می‌توانند وارد بلوک‌های ساختمانی حیات شوند. این کشف نگاهی به فرآیندهای شیمیایی ارائه می‌دهد که منظومه شمسی ما را شکل داده‌اند و حتی ممکن است سرنخ‌هایی درباره منشاء حیات فراهم کند.

تیم پژوهشی قصد دارد به جستجوی هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای بزرگ‌تر بپردازد و منشاء پایرن در این ابر کیهانی را بررسی کند.

این مطالعه به‌تازگی در مجله Science منتشر شده است.

منبع: Interestingengineering