یک کشف خارقالعاده، پنجرهای تازه و غیرمنتظره برای ستارهشناسان گشوده تا بتوانند شکلگیری مولکولهای پیشساز حیات را در محیطی بسیار متفاوت از کهکشان خودمان، راه شیری، بررسی کنند. دانشمندان برای نخستین بار «مولکولهای آلی پیچیده» یا COMs که میتوان آنها را «بلوکهای سازندهٔ حیات» دانست را در یخ، آن هم بیرون از کهکشان ما، شناسایی کردهاند.
این کشف در اطراف ستارهای جوان به نام ST6 در «ابر ماژلانی بزرگ» (LMC) انجام شده است؛ بزرگترین از میان دو کهکشان ماهوارهای که به دور راه شیری میچرخند. این کهکشان آنقدر بزرگ و نزدیک است که با چشم غیرمسلح از نیمکره جنوبی زمین دیده میشود.
دکتر مارتا سویلو، پژوهشگر دانشگاه مریلند و ناسا، همراه با تیمش با استفاده از مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) به بررسی حضور مولکولهای آلی پیچیده در یخ اطراف ST6 پرداختند. آنها پنج مولکول را شناسایی کردند: الکلهای متانول و اتانول، و همچنین متیل فرمات، استالدهید و حتی اسید استیک، ترکیب اصلی سرکه. این نخستین باری است که وجود اسید استیک به طور قطعی در فضا تأیید میشود.
دکتر سویلو به وبسایت IFLScience گفت: «این اولین بار است که مولکولهای آلی پیچیده بزرگتر از شش اتم در یخ (در پوششهای یخی روی دانههای غبار) بیرون از کهکشان شناسایی میشوند.»
ابر ماژلانی بزرگ از بسیاری جهات با کهکشان ما متفاوت است. در آن ستارگان و سحابیها درصد بسیار کمتری از عناصر سنگینتر از هیدروژن و هلیوم دارند، در نتیجه مواد اولیه کمتری برای تشکیل مولکولهای پیچیده و ذرات غبار وجود دارد. همچنین، تابش فرابنفش در این کهکشان بسیار بیشتر است. از این نظر، LMC شباهتهایی به راه شیری اولیه دارد و بنابراین این کشف دیدگاهی ارزشمند دربارهٔ چگونگی شکلگیری مولکولهای آلی پیچیده در دورانهای ابتدایی کیهان به ما میدهد.
مولکولهای آلی پیچیده به عنوان پیشسازهای مولکولهای حیاتی شناخته میشوند. این کشف نشانهای از وجود حیات نیست، اما مولکولهایی که ما و همهٔ موجودات زنده از آنها ساخته شدهایم باید از جایی آمده باشند. بخش بزرگی از اجزای سازندهٔ حیات احتمالاً در فضا شکل گرفته و سپس به زمین رسیدهاند. در این پژوهش جدید، تیم پژوهشی نشانههایی از تعداد بیشتری مولکول نیز یافته است، اما هنوز همهٔ آنها قابل شناسایی نبودهاند.
دکتر سویلو توضیح داد: «ما شواهدی یافتهایم که برخی از ویژگیهای جذب شناسایینشده میتواند مربوط به گلیکولآلدئید (HOCH₂CHO) باشد؛ مولکولی که پیشساز برخی از ترکیبات زیستی است. اما تشخیص آن هنوز قطعی نیست، زیرا برای تأیید، به دادههای آزمایشگاهی بیشتری از طیف گلیکولآلدئید نیاز داریم.»
«گلیکولآلدئید پیشساز ریبوز است، یکی از اجزای اصلی RNA. این مولکول نخستین ترکیب قندیمانند بود که در فاز گازی در فضای میانستارهای شناسایی شد.»
عامل کلیدی این کشف، استفاده از طیفسنج با تفکیکپذیری متوسط ابزار مادونقرمز میانی (MIRI MRS) در تلسکوپ جیمز وب بود. پیش از این نیز تلسکوپهایی وجود داشتند که محدودهٔ طولموج مشابهی را پوشش میدادند، اما هیچکدام حساسیت و وضوح طیفی جیمز وب را نداشتند.
دکتر سویلو گفت: «در حال حاضر، تنها ابزار قادر به شناسایی مولکولهای آلی پیچیده در حالت یخی، MIRI تلسکوپ جیمز وب است. کیفیت طیف بهدستآمده از ST6 واقعاً استثنایی است. حساسیت جیمز وب بیسابقه است. ترکیب حساسیت بالا با وضوح فضایی زیاد، امکان شناسایی ویژگیهای ضعیف طیفی یخ در اطراف یک ستاره نوزاد برونکهکشانی را فراهم کرده است. وضوح بالای طیفی نیز برای تفکیک ویژگیهای مختلف از یکدیگر حیاتی است.»
این یافتهها گامی مهم در درک چگونگی پیدایش مولکولهای آلی در کیهان و در نهایت، پیدایش حیات محسوب میشوند. با این حال، پیامدهای عملی نیز میتوانند داشته باشند.
دکتر سویلو افزود: «نتایج ما را میتوان در دو مسیر خلاصه کرد: نخست، این کشف ما را به ریشههای اخترشیمیاییمان پیوند میدهد و شواهد علمی محکمی ارائه میکند که نشان میدهد بلوکهای سازندهٔ حیات در آن سوی کهکشان ما نیز وجود دارند. دوم، این دستاورد نشان میدهد که سرمایهگذاری در علم چقدر اهمیت دارد. بدون تلسکوپ جیمز وب، مهندسان و دانشمندانی که دادهها را تحلیل کردند، چنین نتیجهای هرگز ممکن نبود. ما تازه در آغاز راه درک واکنشهای شیمیایی در حالت جامد در شرایط سخت فضا هستیم. شناخت بیشتر از مولکولهای آلی یخی در LMC میتواند دریچهای برای فهم چگونگی تشکیل شیمیایی آنها بگشاید و حتی در آینده به کاربردهای صنعتی و داروسازی منجر شود.»
