کشف منحصربه‌فرد اجرام یخی مرموز در محیط میان‌ستاره‌ای

پژوهشگران ژاپنی در اکتشافات خود به اجرام مرموز یخی در محیط میان‌ستاره‌ای رسیده‌اند که حاوی آب و مولکول‌های آلی هستند.

کد خبر: ۱۲۹۲۱۵۳

تاریخ: ۱۴ اسفند ۱۴۰۳ - ۰۹:۴۰

به گزارش «تابناک» به نقل از ایسنا، اعتقاد بر این است که مولکول‌های آلی سازنده حیات در فضا شکل می‌گیرند اما مکان‌های دقیق شکل‌گیری و مکانیسم‌های انتقال آنها به سیارات همچنان یک معمای بزرگ در علم ستاره‌شناسی و سیاره‌شناسی است.

میراژ نیوز اعلام کرد، یکی از عناصر کلیدی در حل این معما وجود یخ در محیط‌های میان‌ستاره‌ای است. در مناطق سرد، متراکم و محافظ کهکشان، اتم‌ها و مولکول‌ها به سطوح ذرات جامد زیر میکرون (غبار) می‌چسبند و به تشکیل یخ‌های میان‌ستاره‌ای منجر می‌شوند. این فرآیند شبیه به نحوه تشکیل برف در ابرهای زمین است.

ستاره‌شناسان «دانشگاه نیگاتا»(Niigata University) و «دانشگاه توکیو»(UTokyo) با استفاده از «آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما»(ALMA) در شیلی، مشاهداتی را درباره گاز مولکولی دو جرم میان‌ستاره‌ای مرموز انجام دادند. این اجرام که در سال ۲۰۲۱  توسط ماهواره فروسرخ ژاپنی «آکاری»(AKARI) کشف شدند، غنی از یخ‌های میان‌ستاره‌ای حاوی آب و مولکول‌های آلی هستند اما ویژگی‌های دقیق آنها نامشخص باقی مانده‌اند. یخ‌های میان‌ستاره‌ای معمولا در مناطق متراکم ابرهای ستاره‌ساز شناسایی می‌شوند اما این دو جرم به هیچ منطقه ستاره‌ساز شناخته‌شده‌ای تعلق ندارند.

این گروه پژوهشی از تلسکوپ ALMA برای رصد آنها در طول موج تقریبی ۰.۹ میلی‌متر استفاده کردند. اگرچه مشاهدات فروسرخ برای بررسی مواد جامد موثر هستند اما مشاهدات رادیویی، مزایای بیشتری را برای تحلیل حرکت و ترکیب گازهای مرتبط دارند. اگر این دو جرم میان‌ستاره‌ای ستاره‌ها را تشکیل می‌دادند، وضوح و حساسیت فضایی بالای ALMA می‌توانست انتشارات مولکولی گوناگون را شناسایی کند. علاوه بر این، اگر یک ابر مولکولی که پیشتر شناسایی نشده بود در جهت این اجرام وجود داشت، به عنوان انتشار گاز مونوکسید کربن در فضا ظاهر می‌شد.

با وجود این، مشاهدات یک نکته متفاوت را با هر یک از این انتظارات نشان دادند. در موقعیت دو جرم یخی فقط خطوط انتشار مولکولی مونوکسید کربن و مونوکسید سیلیکون تشخیص داده شدند که توزیع بسیار فشرده را نشان می‌دهند. این گروه پژوهشی با استفاده از داده‌های تلسکوپ ALMA توانستند فاصله، حرکت، اندازه و ترکیب شیمیایی گاز مولکولی مرتبط با این اجرام را تحلیل کنند.

به عنوان مثال، پژوهشگران براساس تحلیل سرعت‌های خط دید گفتند که این دو جرم تقریبا در فاصله ۳۰ هزار تا ۴۰ هزار سال نوری از زمین قرار دارند. علاوه بر این، تفاوت قابل توجه در سرعت آنها نشان می‌دهد که این اجرام از نظر حرکت مستقل هستند و در فواصل متفاوت قرار دارند؛ به رغم این که رنگ‌ها، روشنایی و ویژگی‌های یخی میان‌ستاره‌ای مشابهی را از خود نشان می‌دهند.

اجرام یخی میان‌ستاره‌ای معمولا در مقادیر زیادی از گرد و غبار قرار می‌گیرند و باعث می‌شوند که در طول موج‌های فروسرخ دور تا زیر میلی‌متری بدرخشند. با وجود این، مشاهدات ALMA در این پژوهش، تشعشعات زیر میلی‌متری را از دو جرم یخی شناسایی نکردند و توزیع غیرعادی انرژی را نشان دادند که با ویژگی‌های اجرام یخی میان‌ستاره‌ای پیشتر شناخته‌شده مطابقت ندارد.

علاوه بر این، مشاهدات ALMA نشان دادند نسبت مونوکسید سیلیکون به مونوکسید کربن در این دو جرم به طور قابل ‌توجهی بالاتر از آن چیزی است که معمولا در ابرهای مولکولی معمولی مشاهده می‌شود. این مقادیر فراوان از مونوکسید سیلیکون معمولا فقط در مناطقی یافت می‌شوند که غبار میان‌ستاره‌ای توسط امواج ضربه‌ای شدید از بین می‌رود و نشان می‌دهد این دو جرم با منبع انرژی مرتبط هستند که به شدت گاز را مختل می‌کند.

ویژگی‌های منحصربه‌فرد اجرام یخی مرموز را که توسط ALMA فاش شده‌اند، نمی‌توان با ویژگی‌های هیچ یک از اجرام شناخته‌شده مرتبط با یخ‌های میان‌ستاره‌ای مانند ستارگان تازه ‌تشکیل‌شده، ستارگان جوان با قرص‌های پیش‌سیاره‌ای، ستارگان تکامل‌یافته که جرم زیادی از دست داده‌اند یا ستاره‌های درخشان واقع در پشت ابرهای مولکولی متراکم توضیح داد.

«تاکاشی شیمونیشی»(Takashi Shimonishi) ستاره‌شناس دانشگاه نیگاتا و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: آنها ممکن است نشان‌دهنده گروه جدیدی از اجرام میان‌ستاره‌ای باشند که محیط مناسبی را برای تشکیل یخ‌ها و مولکول‌های آلی فراهم می‌کنند. مشاهدات آتی با وضوح بالا به کمک تلسکوپ ALMA همراه با بررسی دقیق‌تر یخ‌ها و غبار با «تلسکوپ فضایی جیمز وب»، ماهیت این اجرام یخی مرموز را آشکار خواهد کرد.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.