کشف مولکول‌های آلی کمیاب در یک کهکشان غبارآلود توسط جیمز وب

دستاورد جدید جیمز وب در شیمی کیهانی

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بار دیگر با توانایی دید فروسرخ خود، اکتشاف مهمی در اعماق کیهان رقم زد. اخیراً اخترشناسان موفق به کشف مجموعه‌ای شگفت‌انگیز از مولکول‌های آلی کمیاب در یک کهکشان بسیار درخشان به نام IRAS 07251-0248 شده‌اند که هسته مرکزی آن به دلیل غلظت بالای گاز و غبار، برای تلسکوپ‌های نوری غیرقابل مشاهده است. این دستاورد از آن جهت حائز اهمیت است که برخی از این ترکیبات کربن‌محور، نخستین باری است که در خارج از کهکشان راه شیری رصد می‌شوند. تمرکز این مطالعه بر کهکشان فروسرخ فوق‌درخشان (ULIRG) بود، جایی که لایه‌های ضخیم غبار مانع دید مستقیم سیاهچاله کلان‌جرم مرکزی می‌شدند؛ اما جیمز وب توانست با عبور از این سد غباری، امضای شیمیایی منطقه را با دقت بی‌سابقه‌ای تحلیل کند.

تیم محققان با استفاده از ابزارهای MIRI و NIRSpec جیمز وب، طیف‌سنجی دقیقی از این هسته غبارآلود انجام دادند. این تحلیل‌ها وجود ترکیبات کربن‌محور غنی مانند بنزن (C6H6)، متان (CH4) و استیلن و همچنین رادیکال متیل (CH3) را تأیید کرد. علاوه بر این مولکول‌ها، مقادیر قابل توجهی از دانه‌های غنی از کربن و یخ‌های آبی نیز در هسته این کهکشان شناسایی شد. این حجم از مواد آلی فراتر از پیش‌بینی‌های مدل‌های نظری کنونی بود.

• اهمیت کشف: برخی از مولکول‌های آلی شناسایی شده (مانند بنزن) برای اولین بار در خارج از کهکشان راه شیری مشاهده شده‌اند.
• ابزارهای مورد استفاده: ابزارهای فروسرخ جیمز وب، شامل MIRI و NIRSpec، نقش کلیدی در نفوذ غبار و رصد شیمیایی ایفا کردند.
• مکان مورد مطالعه: کهکشان فروسرخ فوق‌درخشان (ULIRG) IRAS 07251-0248 با هسته پنهان شده در ابرهای غلیظ غبار.
• مکانیسم تولید: محققان معتقدند پرتوهای کیهانی با انرژی بالا در متلاشی کردن هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs) و رهاسازی مولکول‌های آلی کوچک‌تر نقش دارند.
• پیامد نظری: فراوانی غیرمنتظره مواد آلی نشان‌دهنده وجود یک منبع دائمی کربن در هسته کهکشانی است که تکامل شیمیایی را هدایت می‌کند.

دکتر «اسماعیل گارسیا برنته»، نویسنده اصلی مقاله، اظهار داشت: “ما با پیچیدگی شیمیایی غیرمنتظره‌ای روبرو شدیم. فراوانی این مواد بسیار فراتر از پیش‌بینی مدل‌های نظری فعلی است. این موضوع نشان می‌دهد که باید یک منبع دائمی از کربن [...] این شبکه شیمیایی غنی را تغذیه می‌کند.”

“آنها معتقد هستند پرتوهای کیهانی (ذرات با انرژی بسیار بالا) نقش کلیدی را در این زمینه ایفا می‌کنند.”

این یافته‌ها، هسته‌های کهکشانی پنهان در غبار را نه تنها منابع مهم ستارگان‌زایی، بلکه “کارخانه‌های شیمیایی” عظیمی معرفی می‌کند که فرآیندهای پیچیده شیمیایی و در نهایت تکامل شیمیایی کهکشان‌ها را در طول زمان رقم می‌زنند. این موضوع درک ما را از چگونگی شکل‌گیری عناصر سازنده حیات در کیهان، ژرف‌تر می‌سازد.