باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، حدد علماء الفلك العديد من اللبنات الجليدية للحياة في الغاز والغبار الذي يحوم حول نجمين حديثي الولادة، أو “النجوم الأولية”. تتراوح الجزيئات التي تم رصدها من جزيئات بسيطة نسبيًا مثل الميثان إلى مركبات معقدة مثل حمض الأسيتيك والإيثانول.
كان من المتوقع سابقًا وجود جزيئات عضوية معقدة (COMs) في شكل صلب وجليدي حول النجوم الأولية التي لم تبدأ بعد في ولادة الكواكب حولها. ومع ذلك، فإن هذا التنبؤ نابع من تجارب معملية على الأرض. وقد تم تأكيد النظرية مبدئيًا في الماضي باستخدام التلسكوبات الفضائية، بما في ذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي نفسه. عثر تلسكوب جيمس ويب الفضائي على جليد متنوع في المناطق الأكثر ظلمة وبرودة في السحابة الجزيئية كجزء من برنامج العصر الجليدي العلمي المبكر التابع لـ JWST.
ولكن بفضل عمليات رصد السحب حول النجمين الأوليين IRAS23385 وIRAS 2A، والتي تم التقاطها باستخدام أداة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة الحساسة للغاية (MIRI) الخاصة بـ JWST كجزء من برنامج ملاحظات جيمس ويب للنجوم الأولية الشابة (JOYS+)، أصبح وجود هذه الجليدات الآن واضحًا. مؤكد.
ستكون المادة المحيطة بالنجم الأولي منخفض الكتلة IRAS 2A ذات أهمية خاصة للدراسة المستقبلية، والتي قد تكون لها أوجه تشابه مع شمسنا، عندما كانت الشمس في مراحلها البدائية منذ أكثر من 4.6 مليار سنة. وهذا يعني أن نفس الجليد الكيميائي الذي تم تحديده حول IRAS 2A كان على الأرجح موجودًا في المراحل الأولى من تطور نظامنا الشمسي، ووجد نفسه في النهاية قد تم تسليمه إلى الأرض البدائية.
متعلق ب: يعقد تلسكوب جيمس ويب الفضائي مفارقة الكون المتوسعة عن طريق التحقق من عمل هابل
وقال قائد الفريق والباحث في جامعة ليدن، ويل روشا، في بيان: “هذا الاكتشاف يساهم في أحد الأسئلة القديمة في الكيمياء الفلكية”. “ما هو أصل COM في الفضاء؟ هل يتم تصنيعها في الطور الغازي أم في الجليد؟ يشير اكتشاف COM في الجليد إلى أن التفاعلات الكيميائية في الطور الصلب على أسطح حبيبات الغبار البارد يمكن أن تبني أنواعًا معقدة من الجزيئات.”
جزيئات مألوفة حول النجوم البعيدة
ومن الجدير بالذكر أنه تم اكتشاف COMs تقنيًا حول النجوم الأولية من قبل، ولكن على شكل غاز دافئ. وتشير الأبحاث إلى أن هذه الغازات تنشأ عندما يتحول الجليد الصلب إلى مثل هذا الغاز مباشرة، وبالتالي يتم تخطي الطور السائل. هذه عملية تسمى “التسامي”.
الكشف عن هذه الجليدية ومع ذلك، يمكن للـ COM أن تساعد في فهم أصول الجزيئات الأكبر حجمًا في الفضاء بشكل أفضل.
بالإضافة إلى ذلك، يتوق العلماء إلى فهم أفضل لكيفية وصول جزيئات مثل COM إلى الكواكب في المراحل التطورية الأخيرة للنجوم الأولية، عندما تكون هذه النجوم الناشئة قد جمعت تقريبًا كتلة كافية من محيطها لتحفيز اندماج الهيدروجين مع الهيليوم في قلوبها.
أحد الاقتراحات هو أنه نظرًا لأن المواد الجليدية تنتقل عبر الأقراص الكوكبية بسهولة أكبر من الغازات، فقد يتم دمج COM في تشكيل المذنبات كمادة صلبة. يمكن لهذه المذنبات بعد ذلك أن تصطدم بالكواكب المتشكلة لتقدم هذه الـ COM، مما قد يسمح للحياة كما نعرفها بالازدهار.
وقال إوين ديشوك، منسق برنامج JOYS+ والباحث في جامعة ليدن: “كل هذه الجزيئات يمكن أن تصبح جزءًا من المذنبات والكويكبات وفي نهاية المطاف أنظمة كوكبية جديدة عندما يتم نقل المواد الجليدية إلى الداخل إلى الأقراص المكونة للكواكب مع تطور نظام النجوم الأولية”.
نجح الفريق في التعرف على جليد الأسيتالديهيد والإيثانول (الذي نسميه الكحول) وفورمات الميثيل وحمض الأسيتيك، وهو الحمض الموجود في الخل. ورصد الطاقم أيضًا جزيئات أقل تعقيدًا على شكل جليد، بما في ذلك الميثان وثاني أكسيد الكبريت والفورمالدهيد وحمض الفورميك، وهو الجزيء الذي يجعل لسعات النحل مؤلمة.
قد يكون اكتشاف ثاني أكسيد الكبريت مفيدًا بشكل خاص في فهم تكوين الكواكب الصالحة للسكن حول النجوم. وذلك لأن الأبحاث أشارت إلى أن هذا المركب، المكون من الكبريت والأكسجين، بالإضافة إلى مركبات أخرى تحتوي على الكبريت، لعب دورًا مهمًا في تحفيز التفاعلات الأيضية على الأرض البدائية.
قصص ذات الصلة:
– ربما يكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي قد عثر على بعض النجوم الأولى
– الكويكبات الجليدية تساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي في الكشف عن تاريخ نبتون
– كيف تصبح بعض الثقوب السوداء كبيرة جدًا؟ قد يكون لدى تلسكوب جيمس ويب الفضائي إجابة
اكتشف الفريق أيضًا الأيونات السالبة، وهي ذرات ذات وفرة كبيرة من الإلكترونات، في سحب الغاز والغبار حول هذه النجوم الأولية، والتي قد تكون مهمة لتكوين الأملاح التي تساعد في تطوير التعقيد الكيميائي في درجات حرارة عالية. يشير اكتشاف مثل هذه الأيونات إلى أن الجليد المحيط بهذه النجوم الأولية قد يكون أكثر تعقيدًا في تركيبه مما يُعتقد، مما يجعلها أهدافًا مهمة للبحث المستقبلي.
واختتم ديشوك حديثه قائلاً: “إننا نتطلع إلى متابعة هذا المسار الكيميائي الفلكي خطوة بخطوة مع المزيد من بيانات تلسكوب جيمس ويب الفضائي في السنوات القادمة”.
ونُشر بحث الفريق في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.