تلسکوپ فضایی جیمز وب، مولکول کربن جالبی را در دیسک سیاره‌ساز مشاهده کرد!!

این اولین بار است که کاتیون متیل در فضا شناسایی می‌شود.

  مطالعه اخیر گزارش می‌دهد که تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) مولکول کربنی را که به نظر می‌رسد سنگ بنای شیمی بین ستاره‌ای در یک قرص سیاره‌ای از گاز و غبار در اطراف یک ستاره جوان مشاهده کرده است.

JWST ترکیب کربن متیل کاتیون (CH3+) را در یک سیستم دیسک پیش سیاره ای به نام d203-506 شناسایی کرد که در فاصله 1350 سال نوری از زمین در سحابی شکارچی قرار دارد. ستاره‌ای که در مرکز منظومه قرار دارد یک کوتوله قرمز است که فقط 10 درصد جرم خورشید ما دارد و کل منظومه توسط تابش ماوراء بنفش قوی ستارگان داغ، جوان و پرجرم مجاور بمباران می‌شود.

دانشمندان این نظریه را مطرح می‌کنند که اکثر قرص‌های پیش سیاره‌ای در طول دوره‌های خاصی در معرض تابش شدید فرابنفش هستند، زیرا ستارگان تمایل دارند در گروه‌هایی تشکیل شوند که شامل ستارگان پرجرم و مولد فرابنفش هستند که شامل محله کیهانی خودمان نیز می‌شود. شواهد به دست آمده از شهاب‌سنگ‌ها نشان می‌دهد که منظومه شمسی نوزاد ما در معرض بمباران شدید تابش‌هایی قرار گرفته است که در حدود 4.5 بیلیون سال پیش شکل گرفته است.

سه نما از یک دیسک تشکیل سیاره در اطراف یک ستاره کوتوله قرمز که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده است.

سه نما از یک قرص سیاره‌ساز در سحابی شکارچی که با ابزار تلسکوپ فضایی جیمز وب NIRCam (چپ)، MIRI (بالا سمت راست) و این دو با هم (پایین سمت راست) گرفته شده است. (اعتبار تصویر: ESA/Webb، NASA، CSA، M. Zamani (ESA/Webb)، تیم PDRs4All ERS)

چنین بمباران تشعشعی شدیدی باید مولکول‌های آلی پیچیده‌ای را نابود کند که برای تشکیل پایه‌ی حیات لازم است. اما ما می‌دانیم که همیشه اینطور نیست. به هر حال زندگی روی زمین وجود دارد. کشف کاتیون متیل در منطقه‌ای که سیاراتی که در نهایت می‌توانند میزبان حیات باشند، ممکن است به حل این معمای کیهانی کمک کند و به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از چگونگی و مکان زندگی در کیهان داشته باشند.

علیرغم اینکه کاتیون متیل یک مولکول نسبتا ساده است، از دهه 1970 در مرکز نظریه‌های شیمی کربن کیهانی قرار گرفته است، زیرا مانند سایر یون‌های حاوی کربن (مولکولهایی با بار الکتریکی)، به راحتی با طیف وسیعی از کربن واکنش نشان می‌دهد. مولکول‌های دیگر این بدان معنی است که می‌تواند رشد مولکول‌های کربن پیچیده‌تر را حتی در دماهای پایین آغاز کند.

شیمی کربن مانند این مورد توجه ویژه اخترزیست شناسان است، زیرا زندگی همانطور که ما می‌شناسیم مبتنی بر کربن است. با این حال، تا زمانی که JWST طولانی نشد، ستاره شناسان قادر به شناسایی این مولکول کربن در دیسکهای نسبتاً دور تشکیل سیاره نبودند که به این دلیل است که رصد دیسک‌های پیش سیاره‌ای با تلسکوپ‌های رادیویی به مولکول‌هایی با آنچه به عنوان «لمان دوقطبی دائمی» شناخته می‌شود، نیاز دارد، به این معنی که آنها دارای یک «پایان» مثبت و منفی هستند. کاتیون متیل فاقد گشتاور دوقطبی دائمی است و تلسکوپ‌های نوری زمینی تداخل جوی زیادی را تجربه می‌کنند که نمی‌توانند آن را از نوری که جذب و ساطع می‌کند، تشخیص دهند، فرآیندی که طیف‌سنجی نامیده می‌شود. این بدان معناست که تشخیص کاتیون متیل به یک تلسکوپ فضایی فوق العاده حساس مانند JWST نیاز دارد که در تابستان 2022 شروع به کار کرد.

ماری آلین مارتین، عضو تیم مطالعه، محقق دانشگاه پاریس-ساکلی در بیانیه‌ای گفت: «این تشخیص CH3+ نه تنها حساسیت فوق‌العاده JWST را تأیید می‌کند، بلکه اهمیت مرکزی فرضی CH3+ را در شیمی بین‌ستاره‌ای تأیید می‌کند».

مارتین و همکارانش با توجه به معمای چگونگی زنده ماندن مولکول‌های آلی در اثر انفجار توسط اشعه فرابنفش، فکر می کنند که ممکن است راه حلی داشته باشند. این تیم پیشنهاد می‌کند که کاتیون متیل ممکن است در چنین مکان‌هایی مستقیماً در نتیجه اشعه ماوراء بنفش که انرژی مورد نیاز برای تشکیل مولکول را فراهم می‌کند، ایجاد شود.

نشانه های دیگری وجود دارد که نشان می دهد بمباران اشعه ماوراء بنفش می تواند عمیقاً دیسک‌های پیش سیاره ای را نیز تحت تأثیر قرار دهد. برای مثال، مشاهدات JWST نشان می‌دهد که دیسک‌هایی که به شدت تحت تابش نیستند، آب بیشتری نسبت به دیسک‌هایی دارند که هستند، مانند d203-506، که در آن تیم هیچ آبی را تشخیص نداد.

اولیویه برنه، نویسنده ارشد این مطالعه و دانشمند دانشگاه تولوز، در همین بیانیه گفت: «این به وضوح نشان می‌دهد که تابش فرابنفش می تواند به طور کامل شیمی یک دیسک پیش سیاره ای را تغییر دهد. در واقع ممکن است با کمک به تولید کاتیون متیل – چیزی که شاید قبلاً دست کم گرفته شده بود – در مراحل اولیه شیمیایی منشاء حیات نقش مهمی ایفا کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

James Webb Space Telescope spots intriguing carbon molecule in planet-forming disk

By Robert Lea

 https://www.space.com/james-webb-space-telescope-carbon-molecule-protoplanetary-disk