کشف نوعی مولکول نادر در فضا

کد خبر: ۵۱۴۵۳۸

تاریخ: ۱۴ تير ۱۳۹۴ - ۱۰:۰۰

دانشمندان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان نوعی مولکول نادر را در فضا کشف کردند.

به گزارش ایسنا، فضای بین ستارگان خالی نیست و حاوی مخزنی عظیم از ماده منتشر شده است که حدود پنج تا 10 درصد جرم کلی کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهد.

بخش اعظم این ماده گاز است اما حدود یک درصد از این جرم در شکل دانه‌های ریز غبار است که عمدتا از سیلیکات‌ها تشکیل شده است؛ با این حال، دانه‌ها می‌توانند از کربن و عناصر دیگر نیز تشکیل شده باشند.

دانه‌های غبار حاوی کسر عظیمی از بسیاری از عناصر مهم از جمله سیلیکون، کربن و آهن هستند. آن‌ها همچنین برای فعالیت‌های شیمیایی که در فضای بین‌ستاره‌ای انجام می‌شوند، حیاتی هستند زیرا سطحی را به مولکول‌های گاز ارائه می‌دهند که این مولکول‌ها می‌توانند با استفاده از آن، به مولکول‌های دیگر واکنش نشان دهند.

این دانه‌های غبار، نور نوری (optical) و فرابنفش را جذب و انرژی را به عنوان نور مادون‌قرمز بازساطع می‌کنند و بنابراین بخش مهمی از تعادل انرژی را در فضای میان‌ستاره‌ای کنترل می‌کنند. همچنین، در مراحل آغازین تکامل یک ستاره، غبار می‌تواند به شکل خوشه‌های عظیم منسجم شود و این نخستین گام به سوی تشکیل سیارات است.

اما این دانه‌ها از کجا می‌آیند؟ دانه‌های بین‌ستاره‌ای در دو نوع منبع اصلی تشکیل می‌شوند که عبارت‌اند از بادهای درونی گروهی از ستارگان تکامل‌یافته و پرتابه‌های ابرنواخترها.

دانه‌ها از بذرهای مولکولی شکل می‌گیرند؛ در ستارگان تکامل‌یافته چنین بذرهایی می‌توانند مولکول‌هایی مانند TiO، VO، ZrO، C_2، CN یا C_3 باشند که برای یکصد سال شناخته شده‌اند. ابرنواخترها نیز دارای عناصر متعدد تشکیل‌دهنده احتمالی هستند.

چون منوکسیدکربن در فضا بی‌نهایت باثبات است، تقریبا تماما از کربن یا اکسیژن استفاده می‌کند. بنابراین اگر فراوانی اکسیژن کمتر از کربن باشد، مقداری کربن بر جای می‌ماند و این مقدار برای دانه‌ها در دسترس خواهد بود. ستارگان غنی از کربن، اجرام کیهانی دارای فراوانی کربن هستند.

غبار از بذرهای هسته‌ای شکل می‌گیرد که هنگام منسجم‌شدن مولکول‌ها در درون آن، رشد می‌کند. پیش‌بینی می‌شود یکی از بذرهای احتمالی Si-C-Si (دی‌سیلیکون کاربید) باشد اما تا پیش از این چنین مولکولی در فضا شناسایی نشده بود.

پیش از این، مولکول‌های مشابهی مانند Si-C-C یا همان SiC_2 شناسایی شده بودند و هر دوی مولکول‌های SiC و دانه‌های غبار شناخته‌شده هستند بنابراین جستجو برای یافن دی‌سیلیکون کاربید دهه‌هاست که ادامه دارد.

منجمان مرکز هاروارد-اسمیتسونیان، 112 گذار (transition) دی‌سیلیکون کاربید را در جو گسترده ستاره غنی از کربن و تکامل‌یافته RW Leo یافته‌اند.

دانشمندان از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی جدید که ارزش‌های دقیق‌تری را تعیین می‌کنند، استفاده کردند. تیم علمی همچنین از آرایه زیرمیلی‌متری و تلسکوپ زیرمیلی‌متری IRAM برای بررسی ستاره RW Leo بهره برد. محققان پیش‌تر می‌دانستند این ستاره میزبان گروه غنی از مولکول‌های حامل کربن است.

فراوانی دی‌سیلیکون کاربید تقریبا 10 برابر کمتر از خویشاوند خود یعنی SiC_2 است. تصور می‌شود این دو مولکول، فراوان‌ترین انواع سیلیکون-کربن در بخش تشکیل‌دهنده غبار در محیط ستاره‌ای باشند و آن‌ها نقش مهمی را در تشکیل دانه‌های غباری ایفا می‌کنند.