ستاره‌شناسان بزرگترین مولکول را در یک دیسک تشکیل دهنده سیاره کشف کردند!!

 تصویری هنری از دیسک تشکیل‌دهنده سیاره در اطراف ستاره IRS 48، که با نام Oph-IRS 48 نیز شناخته می‌شود. این دیسک حاوی ناحیه‌ای به شکل بادام هندی در قسمت جنوبی آن است که دانه‌های گرد و غبار به اندازه میلی‌متر را به دام می‌اندازد که می‌توانند با هم جمع شوند و تبدیل به اجرام کیلومتری مانند دنباله‌دارها، سیارک‌ها و حتی سیارات شوند. مشاهدات اخیر با آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) چندین مولکول آلی پیچیده را در این منطقه از جمله دی‌متیل‌اتر، بزرگترین مولکول موجود در یک دیسک سیاره‌ساز تا به امروز مشاهده کرد. انتشار سیگنال حضور این مولکول (مشاهدات واقعی با رنگ آبی نشان داده شده است) به وضوح در تله گرد و غبار دیسک قوی‌تر است. مدلی از مولکول نیز در این تصویر نشان داده شده است. اعتبار: ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.

محققان رصدخانه لیدن هلند با استفاده از آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما بزرگ (ALMA) در شیلی، برای اولین بار دی‌متیل‌اتر را در یک دیسک تشکیل‌دهنده سیاره کشف کردند. با 9 اتم، این بزرگترین مولکولی است که تا به امروز در چنین دیسکی شناسایی شده است. همچنین پیش‌ساز مولکول‌های آلی بزرگتر است که می‌تواند منجر به پیدایش حیات شود.

نشانتی برانکن، دانشجوی کارشناسی ارشد در رصدخانه لیدن، بخشی از دانشگاه لیدن، و نویسنده اصلی این مطالعه  می‌گوید: «از این نتایج، می‌توانیم درباره منشأ حیات در سیاره‌مان اطلاعات بیشتری کسب کنیم و در نتیجه ایده بهتری از پتانسیل حیات در سایر منظومه‌های سیاره‌ای به دست آوریم. دیدن این که چگونه این یافته‌ها در تصویر بزرگ‌تر قرار می‌گیرند بسیار هیجان‌انگیز است».

دی متیل اتر یک مولکول آلی است که معمولاً در ابرهای ستاره‌ساز دیده می‌شود، اما قبلاً هرگز در یک دیسک سیاره‌ساز یافت نشده بود. محققان همچنین به طور آزمایشی متیل فورمات را شناسایی کردند، مولکولی پیچیده شبیه دی‌متیل‌اتر که همچنین بلوک ساختمانی برای مولکول‌های آلی حتی بزرگتر است.

آلیس بوث، یکی از نویسندگان و همچنین محقق رصدخانه لیدن می‌گوید: “در نهایت کشف این مولکول‌های بزرگتر در دیسک‌ها واقعا هیجان‌انگیز است. برای مدتی فکر می‌کردیم که مشاهده آنها ممکن نیست.”

این مولکول‌ها در دیسک تشکیل‌دهنده سیاره اطراف ستاره جوان IRS 48 (همچنین به عنوان Oph-IRS 48 شناخته می‌شود) با کمک ALMA، یک رصدخانه متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) یافت شدند. IRS 48 که در فاصله 444 سال نوری از ما در صورت فلکی مارافسای قرار دارد، موضوع مطالعات متعددی بوده است زیرا دیسک آن حاوی یک “تله گرد و غباری” نامتقارن و به شکل بادام هندی است. این منطقه که احتمالاً در نتیجه یک سیاره تازه متولد شده یا ستاره همدم کوچک واقع در بین ستاره و تله گرد و غبار شکل گرفته است، تعداد زیادی دانه غبار به اندازه میلی‌متر را در خود نگه می‌دارد که می‌توانند کنار هم قرار گیرند و تبدیل به اجرام کیلومتری مانند دنباله‌دارها، سیار ها و به طور بالقوه حتی سیارات شوند.

تصور می شود که بسیاری از مولکولهای آلی پیچیده، مانند دی‌متیل‌اتر، در ابرهای ستاره‌ساز، حتی قبل از تولد خود ستارگان پدید می‌آیند. در این محیط‌های سرد، اتم‌ها و مولکول‌های ساده مانند مونوکسیدکربن به دانه‌های غبار می‌چسبند و یک لایه یخ تشکیل می‌دهند و تحت واکنش‌های شیمیایی قرار می‌گیرند که منجر به مولکول‌های پیچیده‌تر می‌شود. محققان اخیراً کشف کردند که تله گرد و غبار در دیسک IRS 48 نیز یک مخزن یخی است که حاوی دانه‌های غبار پوشیده شده با این یخ غنی از مولکول‌های پیچیده است. در این ناحیه از دیسک بود که ALMA اکنون نشانه‌هایی از مولکول دی متیل‌اتر را مشاهده کرده است: همانطور که گرمایش از IRS 48 یخ را تصعید و به گاز تبدیل می‌کند، مولکول‌های به دام افتاده به ارث رسیده از ابرهای سرد آزاد شده و قابل تشخیص می‌شوند.

بوث توضیح می‌دهد: «چیزی که این موضوع را هیجان‌انگیزتر می‌کند این است که اکنون می‌دانیم که این مولکول‌های پیچیده‌تر برای تغذیه سیارات در حال شکل‌گیری در دیسک در دسترس هستند. “این قبلا شناخته شده نبود، زیرا در بیشتر سیستم‌ها این مولکولها در یخ پنهان هستند.”

کشف دی‌متیل‌اتر نشان می‌دهد که بسیاری از مولکولهای پیچیده دیگر که معمولاً در نواحی ستاره‌زایی شناسایی می‌شوند، ممکن است در ساختارهای یخی در دیسکهای تشکیل‌دهنده سیاره نیز در کمین باشند. این مولکولها پیش‌ساز مولکول‌های پری‌بیوتیک مانند اسیدهای آمینه و قندها هستند که برخی از اجزای سازنده حیات هستند.

بنابراین، با مطالعه شکل‌گیری و تکامل آنها، محققان می‌توانند درک بهتری از نحوه پایان مولکول‌های پری بیوتیک در سیارات، از جمله سیارات ما، به دست آورند. ما بسیار خوشحالیم که اکنون می‌توانیم کل سفر این مولکولهای پیچیده را از ابرهایی که ستاره‌ها را تشکیل می‌دهند تا دیسک‌های تشکیل‌دهنده سیاره‌ها و دنباله‌دارها دنبال کنیم. امیدواریم با مشاهدات بیشتر بتوانیم یک قدم به درک منشا نزدیک‌تر شویم. نینکه ون درمارل، محقق رصدخانه لیدن که در این مطالعه نیز شرکت داشت، می‌گوید که مولکول‌های پری بیوتیک در منظومه شمسی ما وجود دارد.

مطالعات آتی IRS 48 با تلسکوپ بسیار بزرگ ESO (ELT) که در حال حاضر در شیلی در حال ساخت است و قرار است در اواخر این دهه عملیات خود را آغاز کند، به تیم اجازه می‌دهد تا شیمی مناطق بسیار داخلی دیسک جایی که سیاراتی مانند زمین ممکن است در حال شکل گیری باشند را مطالعه کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers discover largest molecule yet in a planet-forming disc

by ESO MARCH 8, 2022

https://phys.org/news/2022-03-astronomers-largest-molecule-planet-forming-disc.html