يحدد تلسكوب جيمس ويب الجزيئات العضوية المجمدة في نجم السحابة الكبيرة الشاب

اكتشف فريق دولي خمسة جزيئات عضوية معقدة محاصرة في الجليد حول نجم أولي يُعرف باسم ST6، يقع في سحابة ماجلان الكبرى على بعد حوالي 160 ألف سنة ضوئية. يمثل هذا الاكتشاف، الذي تم بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، المرة الأولى التي يتم فيها تحديد مركبات من هذا النوع في حالة صلبة خارج مجرة ​​درب التبانة. تفتح النتائج وجهات نظر جديدة حول كيمياء ما قبل الحيوية في البيئات الكيميائية الأكثر تقشفًا في الكون.

اكتشاف خمسة مركبات في الصفائح الجليدية المتجمدة

تشمل الجزيئات التي تم تحديدها في طيف الأشعة تحت الحمراء الميثانول، والإيثانول، والأسيتالديهيد، وفورمات الميثيل، وحمض الأسيتيك، وجميعها تغطي حبيبات الغبار بين النجوم. قدمت أداة MIRI (التصوير بالأشعة تحت الحمراء متوسطة المدى) الخاصة بجيمس ويب الحساسية اللازمة لفصل الإشارات المتداخلة التي لم تتمكن التلسكوبات السابقة من تمييزها. خلقت درجات الحرارة القصوى في المنطقة، والتي تبلغ حوالي 20 كلفن، أي ما يعادل حوالي -250 درجة مئوية، ظروفًا مثالية للحفاظ على هذه الجليد.

ظهر حمض الأسيتيك كنقطة بارزة بشكل خاص في هذا الاكتشاف. وهذا هو أول اكتشاف لهذا الجزيء في شكل صلب في الفضاء، وفي أي بيئة تمت ملاحظتها حتى الآن. يشير الوجود المتزامن لمركبات عضوية متعددة إلى حدوث تفاعلات كيميائية فعالة على أسطح الحبوب حتى في ظل ظروف معاكسة للغاية.

التحليل الطيفي يكشف عن البصمات الجزيئية

تلتقط أطياف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة الاهتزازات المحددة للروابط الكيميائية في كل جزيء. عندما تهتز هذه الذرات، فإنها تمتص الضوء عند أطوال موجية معينة، مما يخلق أنماطًا فريدة تشبه بصمات الأصابع. لقد أتاح قرار جيمس ويب إمكانية تحويل طيف واحد إلى مخزون كيميائي مفصل.

اكتشف الفريق أيضًا أدلة طيفية تتفق مع الجليكولالدهيد، وهو مادة كيميائية مرتبطة بالريبوز، على الرغم من أن هذا التحديد لا يزال يتطلب تأكيدًا ببيانات أكثر تحديدًا. وإذا تم التحقق من هذا الاكتشاف، فإنه سيعزز السيناريوهات التي يمكن فيها توليد المكونات الجزيئية المرتبطة بالسكريات في الصفائح الجليدية حتى قبل تكوين الكواكب.

• الميثانول (CH3OH): نقطة الانطلاق الأساسية للهياكل العضوية الأكبر حجمًا
• الإيثانول (C2H5OH): دليل على التفاعلات الفعالة بين الكربون والأكسجين
• الأسيتالديهيد (CH3CHO): وسيط في مسارات تخليق السكر
• فورمات الميثيل (HCOOCH3): يرتبط بالتفاعلات أثناء التسخين
• حمض الخليك (CH3COOH): الكشف الأول في الحالة الصلبة

لا تزال البيئات القاسية تنتج كيمياء معقدة

تقدم سحابة ماجلان الكبرى خصائص تحدت تاريخيا النماذج الكيميائية الفلكية التقليدية. كونها فقيرة بالمعادن، أي أنها تحتوي على عدد أقل من العناصر الثقيلة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين مقارنة بدرب التبانة، كان من المتوقع أن يكون تعقيدها الكيميائي محدودًا. علاوة على ذلك، يقع النجم الأولي ST6 داخل فقاعة عملاقة نشطة تسمى N158، وهي منطقة ذات إشعاع فوق بنفسجي مكثف قادر على تدمير الجزيئات الهشة.

إن اكتشاف مركبات عضوية متطورة في هذه البيئة المعادية يوضح أن أسطح حبيبات الغبار تعمل في نفس الوقت كمأوى ومصنع كيميائي. تحمي الصفائح الجليدية الجزيئات الهشة من الإشعاع المدمر، بينما توفر الأسطح التي تجعل التفاعلات أكثر كفاءة. تؤدي الأشعة الكونية والتدفئة الضعيفة والفوتونات فوق البنفسجية، في مزيج تدريجي، إلى إنشاء كيمياء جذرية تتراكم بمرور الوقت.

Leia Também

تشير الشائعات إلى إيفا دي دومينيشي لدور Wonder Woman في DC Studios

يانيك سينر ونوفاك ديوكوفيتش يقودان الاحتجاج على جوائز رولان جاروس

روما × فيورنتينا: مكان المشاهدة المباشرة في الدوري الإيطالي، التشكيلة وتفاصيل الجولة 35

دورة التخليق العضوي على مرحلتين

تصف الكيمياء الفلكية تقليديًا كيفية حدوث الكيمياء في خطوتين متتابعتين. أولاً، تترسب الأنواع البسيطة – الماء وأول أكسيد الكربون والميثانول – وتشكل طبقات متتالية من الجليد. بعد ذلك، تعمل مصادر الطاقة المعتدلة على تنشيط حركة الذرات والجذور داخل هذه الطبقات، مما يسمح للكربون والأكسجين والهيدروجين بإعادة الترتيب في هياكل أكبر.

عندما يلمع النجم الأولي ويسخن المنطقة المحيطة به، يتم إطلاق بعض الغطاء الجليدي في الطور الغازي، مما يؤدي إلى زرع البيئة بمركبات عضوية معقدة. تم توثيق هذه العملية على نطاق واسع في مجرة ​​درب التبانة في العديد من النجوم الأولية أثناء مراحل التسخين. تعمل المراقبة في ST6 على توسيع هذه الآلية لتشمل بيئة أكثر تقشفًا كيميائيًا، مما يشير إلى أن عمليات مماثلة قد تكون عالمية في المراحل الأولى من تكوين النجوم.

مسار مكونات البريبايوتك منذ ولادة النجوم

تكمن الأهمية الاستراتيجية لهذا الاكتشاف في توقيته. تم اكتشاف الجزيئات خلال مرحلة الطفولة للنجم الأولي، قبل وقت طويل من تكوين أقراص الكواكب. إذا كانت هذه الجليدات العضوية وفيرة وشائعة في النجوم الأولية، فإن المواد الصلبة الغنية بالجليد المنجرفة يمكن أن تنقل المواد العضوية الموجودة مسبقًا إلى مناطق تشكيل الكواكب. وقامت المذنبات والكواكب المصغرة لاحقًا بإعادة توزيع هذه المادة على العوالم النامية.

ويؤيد هذا السيناريو الأدلة التي تم الحصول عليها من المذنبات في النظام الشمسي. تظهر عينات وأطياف الغيبوبة المذنبية عائلات قوية من المركبات العضوية المعقدة. إن الارتباط بين الجليد حول النجوم الأولية البعيدة والمخزون الكيميائي للمذنبات القريبة يعزز فكرة سلسلة إمداد كيميائية مستمرة، تبدأ عند ولادة النجوم وتنتهي عند الأسطح الكوكبية.

سوف تعمل الملاحظات القادمة على توسيع رسم الخرائط الكيميائية الفلكية

ويعتزم الفريق توسيع الدراسة لتشمل نجومًا أولية أخرى في سحب ماجلان. وستكشف عينة أكبر عن عدد مرات ظهور هذه الثلوج، وكيف تختلف وفرتها بين الكائنات، وما هي البيئات المحددة التي تفضل جزيئات معينة. ستعمل عمليات الرصد التي تستخدم مقاييس التداخل الراديوي على توصيل مخازن الحالة الصلبة بإطلاقات الطور الغازي مع ارتفاع درجة حرارة المناطق.

نُشرت الدراسة في 20 أكتوبر 2025 في مجلة Astrophysical Journal Letters. استخدمت المنهجية التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة من أداة MIRI لفصل السمات الطيفية المتداخلة. إن المسافة إلى سحابة ماجلان الكبرى ووجود نوى تكوين النجوم النشطة للغاية جعلت من هذه المنطقة أرضًا مثالية لاختبار فهم الكيمياء في ظل ظروف معدنية منخفضة.