کشف سرنخ‌هایی جدید از فرایند شکل‌گیری مولکول‌های ارگانیک پیچیده در کیهان

کشف راز شیمی ارگانیک (مبتنی بر کربن) یکی از مفاهیم کلیدی فهم شیمی کیهان است. همچنین می‌توانیم سرنخ‌هایی از منشأ حیات روی زمین و احتمال وجود آن در دیگر جاهای جهان کسب کنیم.

لیست مولکول‌های ارگانیک کشف‌شده در فضا و فهم چگونگی اندرکنش آن‌ها به‌لطف رصدهای پیشرفته رو به افزایش است. اما روش‌های آزمایشگاهی نیز می‌توانند با آشکارسازی راز فرایندهای پیچیده به بینش‌های ما اضافه کنند.

پژوهشگران دانشگاه‌های هوکایدو و توکیو سرنخ‌های آزمایشگاهی جدیدی درباره نقش مرکزی اتم‌های کربن روی سطح سیاره‌های یخی بزرگ میان‌ستاره‌ای ارائه داده‌اند.

گمان می‌رود که برخی از پیچیده‌ترین مولکول‌های ارگانیک در فضا روی سطح سیارات یخی غول‌پیکر میان‌ستاره‌ای و در دماهای بسیار پایین به‌وجود آمده باشند. غول‌های یخی با این شرایط در سراسر جهان فراوان هستند.

تمام مولکول‌های ارگانیک بر پایه اسکلت اتم‌های کربن متصل‌شده هستند. اکثر اتم‌های کربن در واکنش‌های همجوشی هسته‌ای ستاره‌ها شکل گرفتند و درنهایت با مرگ ستاره در یک انفجار ابرنواختری در فضا پخش شدند.

اما برای ایجاد مولکول‌های ارگانیک پیچیده، اتم‌های کربن به مکانیسمی نیاز دارند که در سطح غول‌های یخی به هم برسند و تشکیل پیوند دهند. پژوهش جدید دانشمندان ژاپنی مکانیسمی بالقوه برای این امر پیشنهاد می‌کند.

آن‌ها با شبیه‌سازی شرایط میان‌ستاره‌ای ممکن در آزمایشگاه، توانستند اتم‌های کربنی با پیوند ضعیف شناسایی کنند که در سطح غول‌های یخی منتشر می‌شوند، با هم واکنش می‌دهند و به مولکول‌های C₂ تبدیل می‌شوند. C₂ کربن دیاتومیک یا دواتمی نام دارد. شکل‌گیری آن مدرکی قوی برای حضور اتم‌های کربن منتشرشونده روی سطح غول‌های یخی میان‌ستاره‌ای است.

این پژوهش نشان می‌دهد که انتشار کربن در فضا می‌تواند در دمای بالای ۲۲ کلوین (منفی ۲۵۰ درجه سلسیوس) آغاز شود.

این یافته‌ها براساس یک فرایند کشف‌شده اما مهجور هستند که می‌گوید با اضافه‌شدن یکنواخت اتم‌های کربن، شیمی ارگانیک پیچیده ایجاد می‌شود. پژوهشگران می‌گویند که این فرایندها می‌توانند در دیسک پیش‌سیاره‌ای اطراف ستاره‌ها نیز وجود داشته باشد. به‌علاوه، شرایط لازم برای آغاز این فرایندها در ابرهای نیمه‌شفاف، که درنهایت به نواحی ستاره‌زایی تبدیل می‌شوند، نیز وجود دارد.

این یافته‌ها می‌توانند منشأ شیمی پیچیده را، که احتمالاً حیات روی زمین از آن متولد شده، توضیح دهند.

علاوه بر پرسش منشأ حیات، این پژوهش یک فرایند بنیادی جدید به واکنش‌های شیمیایی اضافه می‌کند که می‌توانند شیمی ارگانیک پیچیده کیهان را ایجاد کرده باشند و همچنان ایجاد کنند.