کشف عجیب جیمز وب در تیتان و پلوتو – سایت علمی بیگ بنگ
بیگ بنگ: دو دنیای کاملاً متفاوت در دو سوی منظومه شمسی، حالا دانشمندان را با معمایی روبهرو کردهاند که تا پیش از این حتی از وجودش هم خبر نداشتیم.
به گزارش بیگ بنگ، یکی تیتان، بزرگترین قمر زحل است؛ جهانی پوشیده از یخ آب، با دریاچههایی از متان و اتان مایع و جوی غلیظ و مهآلود. دیگری پلوتو، دنیایی یخزده در دورترین بخشهای منظومه شمسی؛ سرزمینی درخشان که چشماندازهای آن توسط آتشفشانهای یخی شکل گرفتهاند.
با وجود تفاوتهای فراوان، این دو جرم آسمانی یک ویژگی مهم مشترک دارند؛ هر دو سرشار از نیتروژن و هیدروکربنها هستند و در جو آنها، نور خورشید واکنشهای شیمیایی پیچیدهای ایجاد میکند که به تشکیل لایهای از مه منجر میشود. اکنون تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) روی هر دو جهان، یک امضای شیمیایی ناشناخته را شناسایی کرده است؛ سیگنالی که تاکنون در هیچ ماده شناختهشدهای دیده نشده است.
تیتان؛ آزمایشگاهی طبیعی برای شیمیِ پیش از حیات
تیتان در سال ۱۶۵۵ توسط “کریستیان هویگنس” کشف شد، اما سطح آن تا مدتها پشت جوی ضخیم و مهآلود پنهان مانده بود. پس از آن، مأموریت کاسینی اطلاعات ارزشمندی از این قمر جمعآوری کرد و نشان داد که تیتان دارای دریاچهها، رودخانهها، تپههای شنی، رشتهکوهها و ساختارهای زمینشناسی پیچیده است.
دانشمندان معتقدند تیتان یکی از بهترین مکانهای منظومه شمسی برای مطالعه شیمی پیشازیستی است؛ یعنی مجموعه واکنشهای شیمیایی که میتوانند پیش از شکلگیری حیات رخ دهند. جو این قمر عمدتاً از نیتروژن و متان تشکیل شده است. نور خورشید، ذرات پرانرژی و چرخههای فصلی، محیطی را ایجاد میکنند که در آن طیف گستردهای از ترکیبات آلی پیچیده به وجود میآیند.
به همین دلیل، هر کشف جدید در تیتان میتواند سرنخ مهمی درباره شکلگیری مولکولهای آلی، حتی بدون وجود حیات، در اختیار دانشمندان قرار دهد. برای بررسی دقیقتر تایتان، گروهی از پژوهشگران به سرپرستی “برونو بزار” از مرکز ملی پژوهشهای علمی فرانسه (CNRS)، با استفاده از تلسکوپ جیمز وب، طیف فروسرخ این قمر را ثبت کردند.
اما هنگام تحلیل دادهها با پدیدهای غیرمنتظره روبهرو شدند. در طیف نوری تیتان، یک نوار جذب نور دیده میشد که با هیچ مولکول شناختهشدهای مطابقت نداشت. جالبتر اینکه این سیگنال بهطور مستقل توسط دو ابزار مختلف جیمز وب ثبت شده بود؛ بنابراین احتمال خطای دستگاه تقریباً منتفی است.
وقتی جیمز وب به یک جرم آسمانی نگاه میکند، نور فروسرخ آن را اندازهگیری میکند. هر اتم یا مولکول، بخشی از این نور را در طول موجهای مشخص جذب میکند و گاهی دوباره منتشر میکند. این الگوی جذب و نشر، مانند اثر انگشت هر ماده است. اگر در طیف، یک نوار تیره دیده شود، یعنی مادهای در همان طول موج نور را جذب کرده است.
از آنجا که هر مولکول اثر انگشت مخصوص خود را دارد، دانشمندان معمولاً میتوانند نوع آن را شناسایی کنند.اما در این مورد، اثر انگشت مشاهدهشده با هیچ ترکیب شناختهشدهای سازگار نیست؛ موضوعی که احتمال وجود یک مولکول ناشناخته یا شکلی کاملاً جدید از یک ماده شناختهشده را مطرح میکند.
همان سیگنال روی پلوتو ظاهر شد
در برنامهای جداگانه، جیمز وب پلوتو را نیز رصد کرد. نتیجه شگفتانگیز بود. دقیقاً همان امضای شیمیایی روی پلوتو نیز دیده شد؛ با این تفاوت که شدت آن حتی از تایتان هم بیشتر بود. این کشف دانشمندان را غافلگیر کرد.
اگرچه پلوتو و تیتان هر دو دارای نیتروژن و متان هستند، اما از نظر دما، فشار، شرایط سطحی و فعالیتهای زمینشناسی تفاوتهای بسیار زیادی با یکدیگر دارند. با این حال، هر دو ظاهراً همان اثر انگشت شیمیایی مرموز را در سطح خود دارند.
دانشمندان دهها ترکیب مختلف را با این سیگنال مقایسه کردهاند. موادی مانند بنزن، پروپادیین، کتن و استیلن شباهتهایی به این امضا دارند، اما هیچکدام تطابق کامل نشان نمیدهند.
یکی از احتمالها این است که این ماده در اصل یک ترکیب شناختهشده باشد که به دلیل مخلوط شدن با مواد دیگر یا قرار گرفتن در ساختاری فیزیکی متفاوت، رفتار طیفی جدیدی از خود نشان میدهد؛ رفتاری که در آزمایشگاه تاکنون مشاهده نشده است.
مهمترین نکته این است که این امضای شیمیایی روی دو دنیای کاملاً متفاوت دیده شده است. این موضوع نشان میدهد که احتمالاً با پدیدهای روبهرو هستیم که بخشی از شیمی مشترک جهانهای بسیار سرد، غنی از نیتروژن و دارای متان است؛ پدیدهای که تاکنون از وجود آن بیاطلاع بودهایم. در آینده، رصدهای دقیقتر جیمز وب میتوانند محل دقیق این سیگنال را روی سطح تیتان مشخص کنند.
همچنین مأموریت دراگونفلای (Dragonfly) ناسا که قرار است در اواسط دهه ۲۰۳۰ به تیتان برسد، با استفاده از طیفسنج جرمی خود شاید بتواند ماهیت این ماده مرموز را از فاصلهای نزدیک آشکار کند. تا آن زمان، این امضای شیمیایی ناشناخته همچنان یکی از جذابترین معماهای منظومه شمسی باقی خواهد ماند؛ سرنخی که نشان میدهد شاید شیمی جهانهای یخی بسیار پیچیدهتر از چیزی باشد که تاکنون تصور میکردیم.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109788
