اكتشف العلماء جزيئًا فضائيًا لم يكن معروفًا سابقًا أثناء فحص المنطقة القريبة نسبيًا من الانفجار النجمي الشديد، وهي نقطة كونية تبعد حوالي 5550 سنة ضوئية. وهو جزء من سديم مخلب القط، المعروف أيضًا باسم NGC 6334.
قام فريق بقيادة زاكاري فريد، وهو طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، بدراسة جزء من السديم المسمى NGC 6334I باستخدام مصفوفة أتاكاما المليمترية / تحت المليمترية الكبيرة (ALMA). وعلى الرغم من محاكاة خصائصه في مختبرات على الأرض، إلا أنه كشف عن وجود جزيء معقد يسمى 2-ميثوكسي إيثانول.
إن العثور على جزيء 2-ميثوكسي إيثانول أمر جدير بالملاحظة. يحتوي على 13 ذرة، وهذا لا يبدو كثيرًا، ولكن تم اكتشاف ستة جزيئات فقط في الفضاء بعدد ذري يتجاوز هذا. يمثل هذا الجزيء أكبر جزيء “ميثوكسي” وأكثره تعقيدًا تم العثور عليه في الفضاء حتى الآن، وهو مادة كيميائية تحتوي على ذرة مجموعة ميثيل مرتبطة بذرة أكسجين.
متعلق ب: لقد وجد العلماء عددًا قياسيًا من الجزيئات في مجرتين قديمتين جدًا
وقال فريد: “يحاول فريقنا فهم ماهية الجزيئات الموجودة في مناطق الفضاء حيث تتشكل النجوم والأنظمة الشمسية في نهاية المطاف”. “هذا يسمح لنا بربط كيفية تطور الكيمياء مع تكوين النجوم والكواكب.”
ومن المثير للاهتمام، أن نفس الفريق بحث عن 2-ميثوكسي إيثانول في منطقة أخرى من الفضاء تسمى IRAS 16293-2422B، والتي تعد موطنًا لأربعة نجوم أولية حديثة الولادة تقع في منطقة تشكل النجوم Rho Ophiuchi، على بعد 359 سنة ضوئية. قد يشير هذا إلى تنوع أكبر في التركيب الكيميائي لمناطق تكوين النجوم.
عرفت ألما ما الذي يجب أن تبحث عنه في مخلب القطة
لم يمضي فرايد وزملاؤه دون أساس في تحقيقاتهم بشأن NGC 6334I وIRAS 16293-2422B. لقد كانت لديهم بالفعل فكرة جيدة عن الجزيء المفترس باستخدام ALMA، وهي مجموعة من 66 تلسكوبًا راديويًا تقع في صحراء أتاكاما في شمال تشيلي. في الأساس، حصلوا على نصيحة من نماذج التعلم الآلي التي تقترح البحث عن 2-ميثوكسي إيثانول.
بعد ذلك، قام الفريق بقياس وتحليل الطيف الدوراني لـ 2-ميثوكسي إيثانول على الأرض، والذي وصفه فريد بأنه “أنماط الضوء الفريدة التي تنبعث منها عندما تسقط في النهاية عبر الفضاء”.
وأضاف الباحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “هذه الأنماط هي بصمات أصابع أو رموز شريطية للجزيئات”. “للعثور على جزيئات جديدة في الفضاء، نحتاج أولاً إلى أن تكون لدينا فكرة عن الجزيء الذي نريد البحث عنه، ثم يمكننا تسجيل طيفه في مختبر على الأرض، ومن ثم استخدام التلسكوبات للبحث عن ذلك الطيف في الفضاء.
“الباركود متطابق!”
وقال فريد: “في النهاية، لاحظنا 25 خطًا حلقيًا من 2-ميثوكسي إيثانول تصطف مع الإشارة الجزيئية المرصودة نحو NGC 6334I، مما أدى إلى اكتشاف آمن لـ 2-ميثوكسي إيثانول في هذا المصدر”.
سمح هذا الاكتشاف الناجح للفريق بالعمل مع NGC 6334I للحصول على المعلمات الفيزيائية للجزيء، بما في ذلك وفرته ودرجة حرارة إثارة الجزيء.
وأضاف فريد: “لقد مكن هذا من التحقيق في مسارات التكوين الكيميائي المحتملة من أسلاف المجرة المعروفة”.
تساعد مثل هذه النتائج العلماء على فهم أفضل لكيفية ظهور الجزيئات المعقدة أثناء تكوين النجوم، وكذلك عندما تبدأ الكواكب في التجمع حول تلك النجوم.
وخلص فريد إلى القول: “إن الملاحظات المستمرة للجزيئات الكبيرة واشتقاقات وفرتها تساعد في تحسين معرفتنا بمدى كفاءة تشكل الجزيئات الكبيرة وبواسطة التفاعلات المحددة التي يمكن إنتاجها”. “علاوة على ذلك، وبما أننا اكتشفنا هذا الجزيء في NGC 6334I، ولكن ليس في IRAS 16293-2422B، فقد أتيحت لنا فرصة فريدة لمعرفة كيف يمكن للظروف الفيزيائية المختلفة لهذين المصدرين أن تؤثر على الكيمياء التي قد تحدث.”
تم نشر بحث الفريق في 12 أبريل في المجلة رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
