دنباله دار ۶۷پی اکسیژنی دارد که پیش از منظومه خورشیدی ساخته شده بوده

* اگر کاوشگر فیله یک موجود زنده بود، می توانست بر روی سطح دنباله دار نفس بکشد!

* فضاپیمای روزتا مولکول اکسیژن را در گازهایی که از دنباله دار ۶۷پی/چوریموف-گراسیمنکو بیرون می زند شناسایی کرده. این یافته ای شگفت انگیز است که دانشمندان را به بازنگری درباره مواد موجود در روزگار آغازین سامانه ی خورشیدی واداشته.

چیزی که ستاره شناسان را درباره ی این یافته ی تازه گیج کرده اینست که چرا این اکسیژن در روند شکل گیری سامانه ی خورشیدی از بین نرفته. اکسیژن مولکولی واکنش شدیدی با هیدروژن انجام می دهد، عنصری که به هنگام آفرینش خورشید و سیاره ها بسیار فراوان بود. مدل های کنونی سامانه ی خورشیدی نشان می دهند که اکسیژن مولکولی می بایست تا زمان پیدایش دنباله دار ۶۷پی، یعنی ۴.۶ میلیارد سال پیش ناپدید می شد.

فضاپیمای روزتای سازمان فضایی اروپا در گیسوی دنباله دار ۶۷پی/چوریموف-گراسیمنکو اکسیژن مولکولی یافته و دانشمندان را به شگفتی واداشته است. اندازه ی بزرگ تر

آندره بیلر، پژوهشگر دانشگاه میشیگان و همکار رهبر این پژوهش در یک گفتگوی رسانه ای که توسط نشریه ی نیچر برگزار شد گفت: «شناسایی O۲ (اکسیژن) در عمل یک شگفتی بزرگ بود.»

با آن که پژوهش ها نشان می دهند مدل‌سازی از سامانه ی خورشیدی شاید نیاز به بازنگری داشته باشد، ولی بیلر و یکی از نویسندگان پژوهش به نام کاترین آلتوگ، یک دانشمند علوم فضای در دانشگاه برن - که هر دو دانشمندان دنباله دارها هستند و نه کارشناس مدل‌سازی- می گویند آن ها نمی توانند حدس بزنند که دقیقا چه چیزی در این مدل باید تغییر کند.

در این میان، دانشمندان می گویند در تلاش برای یافتن اکسیژن مولکولی در داده هایی هستند که فضاپیمای جیوتو در سال ۱۹۸۶ به هنگام دیدار با دنباله دار هالی گرد آورده بود. هالی تنها دنباله داری به جز ۶۷پی بود که یک فضاپیما از نزدیک با آن دیدار کرد. خطوط طیفی اکسیژن بسیار محوتر از آنند که از زمین دیده شوند. این بدان معناست که حتی اگر اکسیژن مولکولی در همه ی دنباله دارها شایع باشد، هنوز راهی برای تاییدش وجود ندارد.

روزتا بیش از یک سال دنباله دار ۶۷پی را در مدارش به گرد خورشید همراهی کرد. در این مسیر، دنباله دار تا نزدیکی مدار بهرام رسید و سپس دور زد و راهی فضای بیرونی سامانه ی خورشیدی شد. در آن هنگام، روزتا چندین ماده را در گیسوی دنباله دار (ابری از گاز که هسته ی سنگی دنباله دار را در میان گرفته) شناسایی کرد، از جمله آب، مونوکسید کربن، و دی اکسید کربن. این مواد در دنباله دارهای دیگری که دانشمندان تاکنون بررسی کرده اند هم یافته شده اند.

ولی به گفته ی این دانشمندان، هرگز انتظار دیدن اکسیژن نمی رفت. طیف سنج جرمی روزتا (ROSINA-DFMS) اکسیژن را در سرتاسر زمان شش ماهه ی میان سپتامبر ۲۰۱۴ و مارس ۲۰۱۵ شناسایی کرد. دانشمندان چند ماه تلاش کردند تا مطمئن شوند که این اکسیژن واقعی است و نه اشکالی در دستگاه.

آن ها دیدند که وقتی فضاپیما به دنباله دار نزدیک تر بود، چگالی اکسیژن بیشتر می شد و با دور شدن فضاپیما، چگالی اکسیژن هم کاهش می یافت. همچنین این اکسیژن گویا با دنباله دار "همراهی" می کرد، و حتی هنگامی گه دنباله دار لایه های بیرونی‌اش را در برابر خورشید پس می زد، اندازه اش ثابت می ماند. با تایید شدن این آشکارسازی، دانشمندان با این پرسش روبرو شدند که این اکسیژن از همان آغاز چگونه وارد دنباله دار شده.

دو نظریه

در این باره دو نظریه وجود دارد. یکی این که اکسیژن به عنوان یک گاز می توانسته در دانه های یخی که دنباله دار از به هم چسبیدن آن ها ساخته شد به دام افتاده باشد.

مشکل این نظریه اینست که گاز اکسیژن مولکولی تنها چند بار آن هم در بیرون از سامانه ی خورشیدی یافته شده (جزییاتی درباره ی ریشه ی آن نمی دانیم). این نشان می دهد که این گونه گاز باید در سامانه ی خورشیدی هم کمیاب باشد. همچنین، شیمی به ما می گوید که این گاز به جای ماندن در حالت مولکول اکسیژن، باید همان آغاز [با هیدروژن ترکیب شده]و به یخ آب تبدیل می شد.

ناحیه ی "حات محیت" روی نیمه ی کوچک تر دنباله دار ۶۷پی. فضاپیمای روزتا همچنان رازهای تازه ای را درباره ی همنهش این دنباله دار می یابد، از جمله شناسایی اکسیژن مولکولی که به تازگی انجام شده. نام این ناحیه هم مانند دیگر بخش های دنباله دار ۶۷پی از اسطوره های مصر باستان گرفته شده.

بر پایه ی نظریه ی دوم، یخ های موجود در سطح دنباله دار ۶۷پی در اثر بمباران سنگپوشه های دنباله دار (خاکی که سطح آن را پوشانده) توسط ذرات پرانرژی یا پرتوزا، تجزیه می شدند. این آب که از اتم های اکسیژن و هیدروژن درست شده، می توانسته در چندین گام تجزیه شده و مولکول اکسیژن آزاد کرده باشد که به گفته ی بیلر: «سپس در حفره هایی که آن ها هم در یخ پدید آمده بودند گنجانده شدند.»

این گونه فرآیند که می توانسته اکسیژن مولکولی را پدید آورده باشد نزدیک ماه های مشتری و کیوان دیده شده اند. این غول های گازی دارای میدان های پرتوزای (رادیواکتیو) گسترده ای پیرامون خود هستند و از همین رو ماه های آن ها زیر بمباران ذرات پرانرژی‌ای هستند که از همین میدان ها می آیند. ولی دنباله دار ۶۷پی چنین چشمه ی پرتوزایی را درست در کنار خود ندارد. [اشکال نظریه ی دوم-م]

به نوشته ی نویسندگان این پژوهش، این اکسیژن به هر شیوه ای به درون دنباله دار راه یافته، می بایست پیش از پیدایش سامانه ی خورشیدی در ۴.۵ میلیارد سال پیش آنجا بوده باشد. شاید ذرات پرانرژی زادگاه خورشید ما -که یک سحابی تاریک بوده- را بمباران کرده و آب های موجود در آن سحابی را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می کردند.

این چیزیست که سنجش ها ۶۷پی از آن پشتیبانی می کند، زیرا بیشتر مواد درون آن تاریخشان به پیش از سامانه ی خورشیدی و دورتر می رسد، یعنی همنهشی همانند همنهش سحابی تاریک مادری خورشید دارند.

جزییات این پژوهش در شماره ی ۲۸ اکتبر نشریه ی نیچر منتشر شده است.

واژه نامه:

Rosetta spacecraft - molecular oxygen - comet - 67P/Churyumov-Gerasimenko - solar system - hydrogen - O2 - Andre Bieler - journal Nature - Kathrin Altwegg - Giotto spacecraft - Halley's Comet - Earth - sun - Mars - coma - nucleus - carbon monoxide - carbon dioxide. - element - mass spectrometer - ROSINA-DFMS - radioactive - regolith - hydrogen - atom - moon - Jupiter - Saturn - gas giant - planet - dark nebula - ESA - Hatmehit

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان