اكتشف علماء الفلك أقدم الأمثلة للجزيئات العضوية المعقدة في الكون ، حسب دراسة جديدة.
هذه المواد الكيميائية – المماثلة لتلك الموجودة في الضباب الدخاني والضباب الدخاني على الأرض – سكنت العصور المبكرة المجرة متى تم تشكيلها؟ الكون وبحسب الدراسة ، فإنها تمثل 10٪ من عمرها الحالي.
توجد الجزيئات القائمة على الكربون ، والمعروفة تقنيًا باسم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، في رواسب النفط والفحم. أرضوكذلك في الدخان.
قال المؤلف الرئيسي للدراسة جاستن سبيلكر ، عالم الفلك في جامعة تكساس إيه آند إم في كوليدج ستيشن ، لموقع ProfoundSpace.org: “الجزيئات التي وجدناها لم تكن أشياء بسيطة مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون”. “نحن نتحدث عن جزيئات كبيرة ومرنة تحتوي على عشرات أو حتى مئات الذرات.”
متعلق ب: عالمنا المتوسع: العمر والتاريخ وحقائق أخرى
هذه الجزيئات العضوية المعقدة شائعة في الفضاء ، وغالبًا ما تكون مرتبطة بحبيبات الغبار الصغيرة. يدرسها علماء الفلك لأنها تساعد في الكشف عن تفاصيل مهمة عن الأعمال داخل المجرات – على سبيل المثال ، تساعد في التأثير على المعدل الذي يبرد به الغاز بين النجوم. ومع ذلك ، فإن العثور على هذه الجزيئات في أبعد المجرات التي تشكلت عندما كان الكون صغيرًا نسبيًا يمثل تحديًا بسبب ذلك التلسكوبات فهي محدودة في حساسيتها وعدد أطوال موجات الضوء التي ترصدها.
الآن ، ناسا تستخدم قوة جديدة غير عادية تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، اكتشف سبيلكر وزملاؤه هذه الجزيئات في مجرة تسمى SPT0418-47 ، على بعد أكثر من 12 مليار سنة ضوئية من الأرض.
“من اللافت للنظر أن الكون يمكنه بالفعل تكوين جزيئات كبيرة ومعقدة بسرعة كبيرة .الانفجار العظيمقال سبيلكر.
بالنظر إلى المسافة القصوى لـ SPT0418-47 ، بدأ علماء الفلك الخفيفون رحلته بعد 1.5 مليار سنة من الانفجار العظيم. (يبلغ عمر الكون حاليًا حوالي 13.8 مليار سنة).
وقال سبيلكر: “هذا يعيد الرقم القياسي القديم لمثل هذه الاكتشافات إلى الوراء لمليار سنة إضافية”.
تم الاكتشاف بمساعدة التفاف في نسيج الزمكان يسمى عدسة الجاذبية. البرت اينشتاين اكتشف أن الكتلة تشوه الزمكان ، على غرار كيف يمكن لكرة البولينج أن تمد الصفيحة المطاطية التي ترتكز عليها. كلما زادت كتلة الجسم ، زادت منحنيات الزمكان حول هذا الجسم ، وبالتالي زادت قوة الجاذبية. الطريقة التي تعمل بها الجاذبية تعني أنها تستطيع ينحني الضوء مثل العدسةلذا فإن مجال الجاذبية القوي الذي تم إنشاؤه بواسطة مجرة ضخمة يمكن أن يعمل مثل عدسة مكبرة عملاقة.
باستخدام ما يعادل يوم كامل من ملاحظات ناسا ، وضع علماء الفلك الرقم القياسي السابق لأقدم الجزيئات العضوية المعقدة. تلسكوب سبيتزر الفضائي، قال سبيلكر. وبالمقارنة ، باستخدام JWST ، “لقد حدقنا في هذه المجرة لمدة ساعة فقط ،” كما قال. “الويب يجعل البحث عن الجزيئات العضوية أسهل كثيرًا.”
متعلق ب: 12 اكتشافات مذهلة لتلسكوب الفضاء جيمس ويب
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للجهود السابقة للكشف عن الجزيئات العضوية المعقدة في المجرات القديمة أن تحدد فقط ما إذا كانت المواد الكيميائية موجودة أم لا ، “يتيح لنا دقة Webb رؤية التفاصيل الحقيقية داخل المجرة بدلاً من وجود جزيئات أم لا” ، كما قال سبيلكر. في SPT0418-47 ، لم يكن وجود هذه الجزيئات موحدًا في جميع أنحاء المجرة ، ولا يزال السبب في ذلك غير واضح.
وقال سبيلكر إن هذه الاكتشافات الجديدة “تثير على الأرجح احتمال تشكل المجرات بشكل مفرط”. “المجرة التي درسناها ضخمة بالفعل ، ونجومها أنتجت الكربون والأكسجين مثلنا تمامًا. درب التبانة، على الرغم من أنها كانت السنة العاشرة فقط. إنه مثل طالب في الصف الثالث عاش بالفعل حياة كاملة – الذهاب إلى الكلية ، والعمل في مهنة تستحق العمل ، ثم التقاعد في سن الثامنة. تشير نتائج ويب الجديدة إلى أنه ليس من الصعب حقًا على المجرات تكوين جزيئات شديدة التعقيد من خلال هذه الكيمياء الغنية التي تحدث في الفضاء “.
بالإضافة إلى ذلك ، اعتقد العلماء سابقًا أن هذه الجزيئات العضوية المعقدة مرتبطة بتكوين النجوم. ومع ذلك ، كشفت البيانات الجديدة أن هذا قد لا يكون صحيحًا دائمًا – فقد وجد Spilker وزملاؤه العديد من المناطق التي تحتوي على هذه الجزيئات ولكن لا يوجد بها تكوين نجمي ، بينما كان البعض الآخر يشكل نجومًا جديدة ولكن لم يكن هناك أي من هذه الجزيئات ، على حد قوله.
“إن العثور على هذه الجزيئات الكبيرة والمعقدة في المجرات عندما كان الكون صغيرًا جدًا هو أحد الأشياء التي كان الكثير من علماء الفلك يأملون ويتوقعون القيام بها ، وآمل أن الدروس التي تعلمناها من هذه المحاولة الأولى ستساعدنا جميعًا كما كنا قال سبيلكر. “أنا مهتم بالانتقال إلى مجرات أكثر بعدًا وشبابًا – هل يمكننا في النهاية العثور على شيء لم يكن لديه الوقت الكافي لتكوين مثل هذه الجزيئات الكبيرة؟ أريد أن أفهم بشكل أفضل سبب وجود هذه الجزيئات. بعض أجزاء المجرات ولكن لا الآخرين. ما الذي يميز الأجزاء؟ “
حذر سبيلكر من إمكانية استخدام أداة JWST Mid-Infrared Instrument (MIRI) لاكتشافات جديدة. انخفاض الأداء الآن. لدى ناسا فريق جيد جدًا من المهندسين الذين يحققون حاليًا في سبب المشكلة. لكن إذا استمر الأداء في التدهور ، فقد تصبح مثل هذه الدراسات مستحيلة بعد العام المقبل “.
وأوضح العلماء النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت اليوم (5 يونيو) في مجلة Nature.
