پیله یک ستاره جوان با ساختار شیمیایی شگفت‌انگیز

* دانشمندان توده‌ی داغ و چگالی از مولکول‌های پیچیده را در پیله‌ی پیرامون یک ستاره‌ی نوزاد یافته‌اند که نخستین نمونه‌ی شناسایی شده از چنین جرمی بیرون از کهکشان راه شیری است. همنهش (ترکیب) مولکولی این توده بسیار با موارد همانندش در راه شیری تفاوت دارد و نشانه‌ای وسوسه‌انگیز از اینست که واکنش‌های شیمیایی بسیار نامنتظره‌ای در دیگر جاهای کیهان می‌تواند رخ دهد.

برداشت هنری از مولکول‌هایی که آلما در یک هسته‌ی مولکولی داغ در ابر بزرگ ماژلان (LMC) یافته. این جرم نخستین نمونه از چنین اجرامیست که بیرون از راه شیری یافته شده و ساختار شیمیایی بسیار متفاوتی با هسته‌های کهکشان ما دارد. تصویر بزرگ‌تر

گروهی از پژوهشگران ژاپنی با کمک گرفتن از آرایه‌ی بزرگ میلیمتری-زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما، ALMA) یک ستاره‌ی بزرگ به نام ST11 را در کهکشان کوتوله‌ی همسایه‌ی راه شیری، یعنی در ابر بزرگ ماژلان (LMC) مشاهده کرده‌اند [۱]. در این رصد، تابش چند گاز مولکولی ردیابی شد که نشانگر وجود یک منطقه‌ی انبوه از گاز مولکولی به نسبت داغ و چگال پیرامون ستاره‌ی نوپا و تازه برافروخته‌ی ST11 است. این چیزیست که پیش از این هرگز در جایی بیرون از کهکشان راه شیری دیده نشده بود: یک "هسته‌ی مولکولی داغ" [۲].

تاکاشی شیمونیشی، یک اخترشناس در دانشگاه توهوکوی ژاپن، و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «این نخستین مورد یافته شده از یک هسته‌ی مولکولی داغ فراکهکشانی است، و توانمندی خیره‌کننده‌ی نسل تازه‌ی تلسکوپ‌ها را در بررسی پدیده‌های اخترشیمیایی در ورای راه شیری به نمایش می‌گذارد.»

مشاهدات آلما نشان داده که همنهش شیمیایی این هسته‌ی نویافته در ابر بزرگ‌ ماژلان بسیار با نمونه‌های دیده شده در راه شیری تفاوت دارد. نمایان‌ترین نشانزدهای شیمیایی در هسته‌ی LMC از آنِ مولکول‌های آشنایی مانند دی اکسید گوگرد (SO2)، اکسید نیتریک (NO)، و فرمالدهید (CH2O) است -به همراه غبار فراگیر در میانشان. ولی چند مولکول آلی، از جمله متانول (ساده‌ترین مولکول الکل) هم به میزان بسیار کم در این هسته‌ی مولکولی تازه شناسایی شده. برعکس آن، هسته‌های دیده شده در راه شیری دارای رده‌های گسترده‌ای از مولکول‌های پیچیده‌ی آلی، از جمله متانول و اتانول هستند.

تاکاشی شیمونیشی می‌گوید: «این مشاهدات نشان می‌دهند که همنهش‌های مولکولی مواد سازنده‌ی ستارگان‌ و سیار‌‌ه‌ها بسیار ‌گونه‌گون‌تر از چشمداشت‌های ماست.»

چارچوب‌های سمت چپ: عکس‌های آلما از پراکندگی خطوط گسیلشی یک هسته‌ی مولکولی داغ در ابر بزرگ ماژلان. پرتوهای غبار، دی‌اکسید گوگرد (SO2)، اکسید نیتریک (NO)، و فرمالدئید (H2CO) به عنوان نمونه‌هایی نشان داده شده‌اند.
چارچوب سمت راست: نمای فروسرخ از منطقه‌ی ستاره‌زایی پیرامون این هسته که از داده‌های آلما و تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا به دست آمده.
تصویر بزرگ‌تر

فراوانی عنصرهای سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم در ابر بزرگ ماژلان پایین است [۳]. به گمان پژوهشگران، این محیط کهکشانی بسیار متفاوت بر فرآیندهای مولکول‌ساز پیرامون ستاره‌ی نوزاد ST11 تاثیر گذاشته، چیزی که می‌تواند دلیل تفاوت‌های دیده شده در همنهش‌های شیمیایی پیرامون آن باشد.

هنوز روشن نیست که مولکول‌های پیچیده و بزرگی که در راه شیری دیده شده در هسته‌های مولکولی داغ کهکشان‌های دیگر هم وجود دارند یا نه. مولکول‌های آلی پیچیده بسیار مورد علاقه‌ی دانشمندانند زیرا برخی از آنها به مولکول‌های پیش‌زیستی (prebiotic) ساخته شده در فضا ربط دارند. این جرم نویافته در یکی از نزدیک‌ترین همسایه‌مان یک هدف بسیار خوب در کمک به اخترشناسان برای گفتگو در این باره است. این جرم همچنین پرسش دیگری را هم پیش می‌آورد: همنهش‌های شیمیایی گوناگون و متفاوت کهکشان‌ها چه تاثیری می‌تواند بر پیدایش زندگی فراکهکشانی داشته باشد؟

------------------------------

یادداشت‌ها:

۱] نام کامل این ستاره 2MASS J05264658-6848469 است. این ستاره‌ی جوان و بزرگ به عنوان یک "جرم ستاره‌ای جوان" (Young Stellar Object) شناخته می‌شود. گرچه اکنون به نظر می‌رسد یک تک ستاره است، ولی شاید در آینده یک خوشه‌ی ستاره‌ای فشرده، و یا چه بسا یک سامانه‌ی چند-ستاره‌ای شود. هدف مشاهداتِ این گروه پژوهشی هم همین بود و نتایجی که گرفتند باعث شد دریابند که ST11 با یک هسته‌ی مولکولی داغ در بر گرفته شده.

۲] هسته‌های مولکولی داغ باید این ویژگی‌ها را داشته باشند: به نسبت کوچک باشند، با قطری کمتر از ۰.۳ سال نوری؛ چگالی آنها بیش از یک هزار میلیارد (۱۰ به توان ۱۲) مولکول بر متر مکعب باشد (بسیار کمتر از چگالی هوای زمین، ولی به اندازه‌ی کافی بالا برای یک محیط میان‌ستاره‌ای)؛ از نظر دمایی گرم باشند، با دمایی بیش از ۱۷۳ درجه‌ی سانتیگراد زیر صفر. این باعث می‌شود با وجود چگالی یکسان، دستکم ۸۰ درجه‌ی سانتیگراد گرم‌تر از یک ابر مولکولی استاندارد باشند. این هسته‌های داغ در اوایل فرگشت ستارگان بزرگ پدید می‌آیند و نقشی کلیدی در پیدایش مواد شیمیاییِ پیچیده در فضا بازی می‌کنند.

۳] واکنش‌های همجوشی هسته‌ای دیگری که "پس از" پایان یافتن همجوشی هیدروژن به هلیوم آغاز می‌شوند، عنصرهای سنگین‌تر را می‌سازند. این عنصرهای سنگین‌تر هنگامی که یک ستاره‌ی بزرگ دچار انفجار ابرنواختری می‌شود در فضا پخش می‌شوند. بنابراین هر چه سن کیهان بیشتر می‌شود، فراوانی عنصرهای سنگین‌تر هم افزایش می‌یابد. ابر بزرگ ماژلان به دلیل فراوانی پایین عنصرهای سنگین‌تر در آن، بینشی درباره‌ی فرآیندهای شیمیایی که در روزگار آغازین کیهان انجام می‌شدند برای دانشمندان فراهم می‌کند.

-------------------------------------------------

به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

molecule - star - ALMA - hot molecular core - Milky Way galaxy - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ST11 - dwarf galaxy - Large Magellanic Cloud - LMC - Takashi Shimonishi - Tohoku University - Japan - extragalactic - sulfur dioxide - nitric oxide - formaldehyde - organic compound - methanol - alcohol - ethanol - planet - element - hydrogen - helium - prebiotic - extragalactic life - 2MASS J05264658-6848469 - Young Stellar Object - cluster of stars - multiple star system - density - Earth - molecular cloud - nuclear fusion - supernova

منبع: رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (ESO)

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان