Article Gallery
مشاهده حباب محلی با استفاده از مولکول های ارگانیک
,  2020.04.27

خورشید در حال حرکت به دورِ مرکز کهکشان راه شیری، در درون بخشی خاص از بازوی کهکشانی است که به طرز عجیبی خالی از ماده است. بازوهای کهکشانِ راه شیری به دلیل فعالیت های ستارگان، دارای ابرهای گازی و مولکولی ضخیمی هستند که در درونِ غبارِ غلیظِ بازوها شناورند. اما اکنون ما خود را درون بخشی از بازوی کهکشان می بینیم که بسیار داغ و بسیار رقیق تر از سایر مکان های بازو می باشد. منجمان این مکان های داغ و خالی را حباب می نامند، و حبابی که خورشید در درون آن قرار گرفته است را حباب محلی می گویند. این حباب دمایی معادل ۱ میلیون درجه سیلیسیوس دارد که برای درک میزان داغی آن می توان با دمای ۵۶۰۰ درجه ای سطح خورشید مقایسه کرد. احتمال داده می شود که این حباب بر اثر انفجارهای متوالیِ ۱۲ تا ۱۵ ابرنواختر شکل گرفته باشد که فضایی به ابعاد۲۵۰ سال نوری را از ماده خالی کرده است.

البته حباب محلی بطور کامل خالی از ماده نیست و همانگونه که ذکر شد با گاز بسیار رقیق و داغی پر شده است. اما بسیار دشوار است که شکلِ حباب را زمانی که در درون آن هستید، تعیین کنید. یک راه برای تولید نقشه این حباب نگاه کردن به ستاره های اطراف، در جهت های مختلف است تا بتوان گاز موجودِ بین ستاره و زمین را مشخص کرد. گازها و غبار معمولا اثر انگشتی بر رویِ نور ستارگانِ عبور کرده از آنها، به جای می گذارند که می توان با استفاده از آن نوع گازِ میان ستاره ای را در تعیین کرد. اما همانگونه که گفته شد به دلیل دمای بسیار زیادِ حباب محلی، گازهای معمولی که روی زمین می شناسیم از بین می روند و نقشه برداری از حباب را بسیار چالشی می کند.

تقریبا ۱ قرن پیش ماری لی هگر برخی اثرات ناشناخته را بر روی نورِ ستارگان دور دست کشف کرد، که ۱۰ سال بعد مشخص شد از فضای میان ستاره ای نشات گرفته اند. این اثرات با اتم ها و غبار شناخته شده تفاوت داشتند و هیچ نشانه ای از این مواد بر روی زمین وجود نداشت. تحقیقات بعدی نشان داد که این مواد ناشناخته احتمالا مولکول های ارگانیکی هستند که بسیار بزرگ و مقاوم اند و تقریبا درهمه جا حضور دارند، منجمان نام این مولکول های ناشناخته را باندهای پخشی میان ستاره ای گذاشتند و تا به امروز حدود ۵۰۰ گونه متفاوت از آنها کشف شده است ولی فقط ساختار ۲ تا از آنها بعد از ۱ قرن کشف شده و بقیه همچنان ناشناخته مانده اند.

 

 

عکس ۱: این تصویر نمایی سه بعدی از گازهای ارگانیک درون حباب محلی است. خورشید و منظومه شمسی با فلش نشان داده شده اند و مرکز کهکشان راه شیری در جهت محور X است. چگالی گاز با ستون رنگی در سمت چپ نمایش داده شده است که نمایانگر لگاریتمِ چگالی برحسب معکوس سانتی متر مکعب است.

این باندها به راحتی در نورِ ستاره ها دیده می شوند، اما سوال ما این بود که آیا می توانیم این باندها را در فضای نزدیک به خودمان هم ببینیم؟ و چون این مولکول ها سنگین و بزرگ هستند آیا می توانند با مکانیزم خاصی در محیط های داغی مثل حباب محلی هم زنده بمانند یا خیر؟ در نتیجه تیمی از منجمان ایرانی و انگلیسی با استفاده از تلسکوپ های INT در جزیره لاپالما و NTT در شیلی بطور همزمان ۷ سال پیش شروع به مساحی از آسمان نیمکره شمالی و جنوبی با استفاده از رصدِ صدها ستارهِ داغ و جوان کردند. این رصد های ۳ سال به طول انجامید و نهایتا با ترکیب هر دو مساحی و با استفاده از یک تکنیک ریاضی بسیار پیچیده، این رصدهای دو بعدی به نقشه ای سه بعدی تبدیل شد. این اولین بار است که درونِ فضایِ حباب محلی نقشه برداری می شود و این منجمان نشان دادند که مولکولهای ارگانیک با یک مکانیزم خاصی در درون حباب محلی داغ وجود دارند.

 

عکس ۲: این تصویر نقشه مولکول های ارگانیک را با رنگ سبز در درون حباب محلی نشان می دهد. ابرهای خنثی سدیم با رنگ قرمز و غبار با رنگ آبی در اطراف حباب محلی نشان داده شده است. خورشید در مرکز تصویر وجود دارد و فاصله ها بر حسب پارسک که معادل ۳.۲ سال نوری است می باشند.

 

این کشف نشان داد که باندهای پخشی میان ستاره ای می توانند در محیط های بسیار داغ با استفاده از مکانیزم خاصی، تا زمانی محدود، زنده بمانند و یا اینکه در درونِ حباب محلی مکان های بسیار کوچکِ سردی وجود دارد که این مولکول ها می توانند در درون آن زنده باقی بمانند. از طرف دیگر، زمانی که خورشید و به تبع آن زمین از درون این محیط عبور می کنند، این مواد می توانند بر روی زمین فرو آیند. حال این سوال پیش می آید که آیا این مولکول های ارگانیک می توانند عامل تشکیل حیات در ۳ و نیم میلیارد سال پیش بر روی زمین بوده باشند؟

نتایج این تحقیق، در مجله نیچر نجوم به چاپ رسیده است.

 

 

بازگشت به صفحهٔ اصلی