رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) جزيء كربون يُعتقد أنه حجر الزاوية في الكيمياء بين النجوم في قرص مكون من غاز وغبار حول نجم شاب ، وفقًا لدراسة حديثة.
JWST اكتشف مركب الكربون الميثيل الكاتيون (CH3 +) في نظام قرص كوكبي أولي يسمى d203-506 ، والذي يقع على بعد حوالي 1350 سنة ضوئية من الأرض في سديم الجبار. النجم في مركز النظام هو القزم الأحمر فقط 10٪ من كتلة شمسنا ، ويتعرض النظام بأكمله للقصف من قبل الأشعة فوق البنفسجية القوية القادمة من النجوم الحارة والشابة الضخمة.
يفترض العلماء أن معظم أقراص الكواكب الأولية تخضع لأشعة فوق بنفسجية شديدة خلال فترات معينة ، لأن النجوم تميل إلى التكوُّن في مجموعات تشمل ضخمة منتجة للأشعة فوق البنفسجية النجوم. وهذا يشمل منطقتنا الكونية. أدلة من النيازك تشير إلى أن طفلنا النظام الشمسي تعرضت لقصف عنيف من هذه الإشعاعات التي تشكلت قبل حوالي 4.5 مليار سنة.
متعلق ب: تلسكوب جيمس ويب الفضائي – دليل كامل
مثل هذا القصف الإشعاعي المكثف يجب أن يدمر الجزيئات العضوية المعقدة اللازمة لتشكيل أساس الحياة. لكننا نعلم أن هذا ليس هو الحال دائمًا ؛ الحياة موجودة أرض، بعد كل ذلك. قد يساعد اكتشاف الميثيل الموجبة في منطقة تتشكل فيها الكواكب التي يمكن أن تستضيف الحياة في النهاية على حل هذا اللغز الكوني ومساعدة العلماء على فهم أفضل لكيفية ومكان بدء الحياة في الكون.
على الرغم من كونه جزيءًا بسيطًا نسبيًا ، إلا أن الميثيل كان في مركز نظريات كيمياء الكربون الكونية منذ السبعينيات نظرًا لحقيقة أنه ، مثل الأيونات الأخرى المحتوية على الكربون (الجزيئات ذات الشحنة الكهربائية) ، فإنه يتفاعل بسهولة مع مجموعة واسعة من جزيئات أخرى. هذا يعني أنه يمكن أن يبدأ نمو جزيئات الكربون الأكثر تعقيدًا ، حتى في درجات الحرارة المنخفضة.
إن كيمياء الكربون مثل هذه ذات أهمية خاصة لعلماء الأحياء الفلكية ، لأن الحياة كما نعرفها تعتمد على الكربون. حتى جاء تلسكوب جيمس ويب الفضائي بعيدًا ، لم يكن علماء الفلك قادرين على اكتشاف جزيء الكربون هذا في الأقراص البعيدة نسبيًا لتشكيل الكواكب.
وذلك لأن مراقبة أقراص الكواكب الأولية باستخدام التلسكوبات الراديوية تتطلب جزيئات لها ما يُعرف بـ “العزم ثنائي القطب الدائم” ، مما يعني أن لها “نهاية” موجبة وسلبية. يفتقر الميثيل الموجبة إلى عزم ثنائي القطب دائم. وتواجه التلسكوبات الضوئية الأرضية قدرًا كبيرًا من التداخل في الغلاف الجوي لاكتشافه من الضوء الذي يمتصه ويصدره ، وهي عملية تسمى التحليل الطيفي. هذا يعني أن اكتشاف الميثيل الموجبة يتطلب تلسكوبًا فضائيًا شديد الحساسية مثل JWST ، والذي بدأ العمل في صيف عام 2022.
وقالت ماري ألين مارتن ، عضو فريق الدراسة ، الباحثة في جامعة باريس ساكلاي: “إن اكتشاف CH3 + لا يثبت فقط الحساسية المذهلة لـ JWST ولكنه يؤكد أيضًا الأهمية المركزية المفترضة لـ CH3 + في الكيمياء بين النجوم”. بالوضع الحالي.
فيما يتعلق باللغز المتعلق بكيفية بقاء الجزيئات العضوية على قيد الحياة نتيجة انفجار الأشعة فوق البنفسجية ، يعتقد مارتن وزملاؤه أنه قد يكون لديهم حل. يقترح الفريق أن الميثيل الكاتيون قد ينشأ بالفعل في مثل هذه المواقع كنتيجة مباشرة للأشعة فوق البنفسجية التي توفر الطاقة اللازمة لتكوين الجزيء.
قصص ذات الصلة:
– حصل تلسكوب جيمس ويب الفضائي على أول تأكيد لكوكب صخري
– تشير الدراسة الرائدة التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لقرص مكون لكوكب إلى اكتشافات الكواكب الخارجية المستقبلية
– يكشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن الغلاف الجوي للكوكب الغريب كما لم يحدث من قبل
هناك علامات أخرى على أن القصف بالأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يؤثر بشكل عميق على أقراص الكواكب الأولية أيضًا. على سبيل المثال ، تشير ملاحظات JWST إلى أن الأقراص التي لم تتعرض للإشعاع بشدة تحتوي على كمية من الماء أكثر من تلك الموجودة ، مثل d203-506 ، والتي لم يكتشف فيها الفريق أي ماء.
وقال أوليفييه بيرني ، المؤلف الرئيسي للدراسة وعالم جامعة تولوز ، في البيان نفسه: “يُظهر هذا بوضوح أن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تغير تمامًا كيمياء قرص الكواكب الأولية”. “قد تلعب في الواقع دورًا مهمًا في المراحل الكيميائية المبكرة لأصول الحياة من خلال المساعدة في إنتاج الميثيل كاتيون – وهو أمر ربما تم التقليل من شأنه في السابق.”
نُشر البحث في أبريل في جريدة الشرق الأوسط رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.