دانشمندان برای نخستین بار در فضای بین‌ستاره‌ای یک مولکول الکلی را که معمولا در ضدعفونی‌کننده‌‌های دست استفاده می‌شود، کشف کرده‌اند؛ پیشرفتی علمی که درک ما از شکل‌گیری مولکول‌های آلی در کهکشان راه شیری را افزایش خواهد داد.

این پژوهش که اخیرا در دو مطالعه در مجله علمی «آسترونومی آستروفیزیکس» (Astronomy Astrophysics) منتشر شد، در «زایشگاه» ستارگان، در ناحیه عظیم ستاره‌سازی [به نام] «سجیتریوس بی۲» (Sagittarius B2) [کمان بی۲]، واقع در نزدیکی مرکز کهکشان، ایزوپروپیل الکل شناسایی کرده است.

دانشمندان، شامل دانشمندانی از موسسه ماکس پلانک نجوم رادیویی در آلمان، با استفاده از داده‌های تلسکوپ آلما (ALMA) در بیابان آتاکامای شیلی به این یافته‌ها دست یافته‌اند.

پژوهشگرانی که در پی شناسایی مولکول‌های جدید در فضا هستند، از پنج دهه گذشته تاکنون، ۲۷۶ نوع مولکول خاص کشف کرده‌اند.

این بررسی جدید نخستین مطالعه‌ای است که مولکول ایزوپروپانول- بزرگ‌ترین الکلی که تاکنون در فضای بین‌ستاره‌ای کشف شده- را شناسایی کرده است که این موضوع پیچیدگی فزاینده یکی از فراوان‌ترین انواع مولکول‌های موجود در فضا را نشان می‌دهد.

راب گارود، یکی از نویسندگان یکی از مقاله‌ها در دانشگاه ویرجینیا در ایالات متحده، می‌گوید: «ما مولکول‌هایی را کشف می‌کنیم که در مراحل اولیه شکل‌گیری ستاره‌ها پیچیده‌تر و پیچیده‌تر می‌شوند.»

دکتر گارود توضیح می‌دهد: «بیش از پیش، در حال تماشای وضعیتی‌ایم که حیات در آن به‌طور بالقوه با شیمی مراحل اولیه در فضا ایجاد می‌شود، حتی پیش از آنکه سیاره‌ای شکل گرفته باشد.»

بررسی‌های جدید در پی درک چگونگی شکل‌گیری مولکول‌های آلی در محیط بین‌ستاره‌ای بود؛ به‌ویژه در مناطقی که ستارگان جدید در آن متولد می‌شوند و به دنبال اینکه این مولکول‌ها به چه میزان ممکن است پیچیده باشند.

دانشمندان امیدوارند که این یافته‌ها بتواند به یافتن ارتباط [میان این مولکول کشف‌شده] با ترکیبات شیمیایی اجرام منظومه شمسی از جمله دنباله‌دارها کمک کند.

راب گارود برای کشف وجود ایزوپروپانول در ناحیه ستاره‌ساز کهکشان راه شیری با یک تیم بین‌المللی از اخترفیزیکدانان همکاری کرد.

— UVA (@UVA) 1 ژوییه ۲۰۲۲

این کشف جدید با مشاهده یک منطقه ستاره‌زایی خاص در کهکشان به نام کمان بی۲ (SgrB2) که مولکول‌های زیادی در آن کشف شده‌اند، ممکن شد.

در حالی که گسیل انرژی مولکول‌های آزاد کمان بی۲ در طول موج مایکروویو [یا اصطلاحا ریزموج] را می‌توان در زمین شناسایی کرد، دانشمندان می‌گویند این الگوها و نمونه‌ها ممکن است ضعیف باشند و تفکیک آن‌ها از یکدیگر دشوار است.

یکی از مشکلات عمده در شناسایی مولکول‌های آلی در مناطق ستاره‌زا چیزی است که پژوهشگران آن را «آشفتگی یا اختلال طیفی» می‌نامند.

مولکول‌ها در بسامدهای خاصی تابش می‌کنند که «اثر انگشت» طیفی آن نامیده می‌شود و در اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی مشخص می‌شود.

دانشمندان می‌گویند هرچه یک مولکول بزرگ‌تر باشد، خطوط طیفی بیشتری در بسامدهای مختلف تولید می‌کند.

در منبعی مانند کمان بی۲ (SgrB2)، مولکول‌های زیادی در تابش مشاهده‌شده نقش دارند که طیف‌های آن‌ها با یکدیگر همپوشانی دارند و تفکیک و تشخیص اثر انگشت منحصربه‌فرد آن‌ها را دشوار می‌کند.

اما دانشمندان می‌گویند به لطف حساسیت و وضوح بالای تلسکوپ آلما (ALMA)، در دهه گذشته امکان فراتر رفتن از آنچه پیش از این می‌شد به دست آورد، فراهم شد.

آرنو بلوش، از موسسه نجوم رادیویی ماکس پلانک، می‌گوید: «تیم ما از بیش از ۱۵ سال پیش بررسی ترکیب شیمیایی کمان بی۲ را شروع کرد. این مشاهدات موفقیت‌آمیز بود و به‌ویژه به نخستین کشف بین‌ستاره‌ای چندین مولکول آلی و بسیاری از نتایج دیگر منجر شد.»

پروپانول یک مولکول الکلی حاوی اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن است که بسته به اینکه گروه عاملی هیدروکسیل (OH-) به کدام اتم کربن متصل باشد، به دو شکل یا ایزومر وجود دارد.

یکی از این اشکال، پروپانول معمولی است که (OH-) به یک اتم کربن انتهایی زنجیره متصل است و دیگری ایزو پروپانول است که هیدروکسیل به اتم کربن مرکزی در زنجیره متصل است.

محققان بر اساس مجموعه داده‌های آلما، هر دو ایزومر پروپانول را در کمان بی۲ شناسایی کردند.

بررسی‌هایی که اخیرا منتشر شده بخشی از یک تلاش طولانی‌مدت برای بررسی ترکیب شیمیایی مکان‌هایی در کمان بی۲ است که در آن ستاره‌های جدید در حال شکل‌گیری‌اند.

دانشمندان امیدوارند که با کمک تحقیقات جاری، فرآیندهای شیمیایی طی شکل‌گیری ستاره‌ها را درک کنند.

دکتر گارود توضیح می‌دهد: «فرایند تشکیل ستاره نه تنها با تشکیل مولکول‌های بسیار پیچیده مرتبط است، بلکه برای گرم کردن این مولکول‌ها، آزاد کردن آن‌ها از ذرات غبار و وارد کردن ‌آن‌ها به فاز گازی که در واقع می‌توانیم آن‌ها را شناسایی کنیم، مهم است.»

او می‌افزاید: «تیم نظری ما در دانشگاه ویرجینیا (UVA)، مدل‌های محاسباتی برای شیمی تمامی این فازهای جامد و گاز از جمله آزادسازی آن مولکول‌ها در گاز را ارائه می‌کند تا فراوانی واقعی را که با تلسکوپ‌های رادیویی شناسایی کرده‌ایم، توضیح دهد.»

پژوهشگران می‌گویند هنوز در طیف کمان بی۲ [ثبت‌شده با تلسکوپ] آلما خطوط طیفی ناشناخته بسیاری وجود دارد.

دانشمندان امیدوارند که در بررسی‌های آینده، ابزار دقیق آلما را دقیقا تنظیم کنند و «آشفتگی یا اختلال طیفی» را حتی از این هم بیشتر کاهش دهند تا امکان شناسایی مولکول‌های آلی دیگر در این منبع خارق‌العاده را فراهم کنند.