اكتشف العلماء جزيئًا فضائيًا غير معروف حتى الآن أثناء فحصهم لمنطقة قريبة نسبيًا من ولادة النجوم المكثفة، وهي بقعة كونية تبعد حوالي 5550 سنة ضوئية. إنه جزء من سديم مخلب القط، المعروف أيضًا باسم NGC 6334.
قام الفريق، بقيادة زاكاري فريد، وهو طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، بفحص قسم من السديم المعروف باسم NGC 6334I باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة / تحت المليمترية (ALMA). وكشف ذلك عن وجود جزيء معقد يعرف باسم 2-ميثوكسي إيثانول، والذي لم يسبق له مثيل في العالم الطبيعي، على الرغم من أنه تمت محاكاة خصائصه في مختبرات على الأرض.
كان اكتشاف جزيء 2-ميثوكسي إيثانول أمرًا رائعًا. يحتوي على 13 ذرة، وهو ما قد لا يبدو كثيرًا، ولكن تم اكتشاف ستة جزيئات فقط في الفضاء بعدد ذرات يتجاوز هذا. يمثل هذا الجزيء أيضًا أكبر جزيء “ميثوكسي” وأكثره تعقيدًا تم العثور عليه في الفضاء حتى الآن، في إشارة إلى مادة كيميائية تحتوي على ذرة مجموعة ميثيل مرتبطة بذرة أكسجين.
متعلق ب: يجد العلماء مجموعة قياسية من الجزيئات في مجرتين قديمتين للغاية
وقال فريد: “تحاول مجموعتنا فهم الجزيئات الموجودة في مناطق الفضاء حيث ستتشكل النجوم والأنظمة الشمسية في نهاية المطاف”. “هذا يسمح لنا بتجميع كيفية تطور الكيمياء جنبًا إلى جنب مع عملية تكوين النجوم والكواكب.”
ومن المثير للاهتمام، أن نفس الفريق بحث أيضًا عن 2-ميثوكسي إيثانول في منطقة أخرى من الفضاء تسمى IRAS 16293-2422B، وهي موطن لأربعة نجوم أولية حديثة الولادة تقع في منطقة تشكل النجوم في Rho Ophiuchi والتي تقع على بعد حوالي 359 سنة ضوئية منا. قد يشير هذا إلى مزيد من التنوع في التركيب الكيميائي لمناطق تكوين النجوم.
عرفت ألما ما الذي يجب أن تبحث عنه في مخلب القط
لم يقم فرايد وزملاؤه بالتحقيق في NGC 6334I وIRAS 16293-2422B دون أي أساس. كانت لديهم بالفعل فكرة جيدة عن الجزيء الذي سيبحثون عنه باستخدام ALMA، وهو عبارة عن مجموعة من 66 تلسكوبًا راديويًا تقع في صحراء أتاكاما في شمال تشيلي. في الأساس، تلقوا نصيحة من نماذج التعلم الآلي تقترح عليهم البحث عن 2-ميثوكسي إيثانول.
بعد ذلك، قامت المجموعة بقياس وتحليل الطيف الدوراني لـ 2-ميثوكسي إيثانول على الأرض، والذي وصفه فريد بأنه “الأنماط الفريدة من الضوء التي تصدرها عندما تتدحرج في الفضاء”.
وأضاف الباحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “هذه الأنماط هي بصمات أصابع أو رموز شريطية للجزيئات”. “للكشف عن جزيئات جديدة في الفضاء، يجب علينا أولاً أن تكون لدينا فكرة عن الجزيء الذي نريد البحث عنه، ثم يمكننا تسجيل طيفه في المختبر هنا على الأرض، ثم أخيرًا نبحث عن هذا الطيف في الفضاء باستخدام التلسكوبات.
“الباركود متطابق!”
وقال فريد: “في النهاية، لاحظنا 25 خطًا دورانيًا من 2-ميثوكسي إيثانول تصطف مع الإشارة الجزيئية المرصودة تجاه NGC 6334I، مما أدى إلى اكتشاف آمن لـ 2-ميثوكسي إيثانول في هذا المصدر”.
سمح هذا الاكتشاف الناجح للفريق باستخلاص المعلمات الفيزيائية للجزيء بالتزامن مع NGC 6334I، بما في ذلك الوفرة التي يوجد بها ودرجة حرارة إثارة الجزيء.
وأضاف فريد: “لقد مكننا أيضًا من إجراء تحقيق في مسارات التكوين الكيميائي المحتملة من السلائف النجمية المعروفة”.
قصص ذات الصلة:
– يخترق تلسكوب جيمس ويب الفضائي الغبار ليجد مجرة شبحية قديمة
– يكشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي كيف جعلت المجرات الكون المبكر شفافًا
– ولادة نجم! كيف تعتبر الرياح الكونية خطوة أساسية في تكوين النجوم
تسمح اكتشافات كهذه للعلماء بفهم أفضل لكيفية ظهور الجزيئات المعقدة بشكل متزايد أثناء تكوين النجوم، وكذلك عندما تبدأ الكواكب في التجمع حول تلك النجوم.
واختتم فريد حديثه قائلاً: “إن الملاحظات المستمرة للجزيئات الكبيرة والاشتقاقات اللاحقة لوفرة هذه العناصر تسمح لنا بتعزيز معرفتنا حول مدى كفاءة تشكل الجزيئات الكبيرة وبواسطة التفاعلات المحددة التي يمكن إنتاجها”. “بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأننا اكتشفنا هذا الجزيء في NGC 6334I ولكن ليس في IRAS 16293-2422B، فقد أتيحت لنا فرصة فريدة للنظر في كيفية تأثير الظروف الفيزيائية المختلفة لهذين المصدرين على الكيمياء التي يمكن أن تحدث.”
نُشر بحث الفريق في 12 أبريل في مجلة The Astrophysical Journal Letters.