یک دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه سیدنی، «غبار کیهانی» ساخت

 یک دانشجوی مقطع دکتری «دانشگاه سیدنی»(USYD) در آزمایشگاه خود، قطعه کوچکی از جهان را درون یک بطری بازسازی کرده و غبار کیهانی تولید کرده است. نتایج کار او، اطلاعات جدیدی را درباره چگونگی شکل‌گیری عناصر شیمیایی سازنده زندگی مدت‌ها پیش از وجود زمین ارائه می‌دهند.

به نقل از فیز، «لیندا لوسوردو»(Linda Losurdo)، دانشجوی مقطع دکتری فیزیک مواد و پلاسما در دانشکده فیزیک دانشگاه سیدنی، ترکیبی ساده از گازهای نیتروژن، دی‌اکسید کربن و استیلن را برای شبیه‌سازی محیط‌های خشن و پویای اطراف ستاره‌ها و بقایای ابرنواختر استفاده کرد.

لوسوردو با قرار دادن این گازها در معرض انرژی الکتریکی شدید، غبار کیهانی غنی از کربن تولید کرد. این غبار کیهانی مشابه موادی است که بین ستاره‌ها شناور هستند و در دنباله‌دارها، سیارک‌ها و شهاب‌سنگ‌ها جای گرفته‌اند. غباری که او ایجاد کرد، حاوی ترکیبی پیچیده از کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن است که در مجموع به عنوان مولکول‌های CHON شناخته می‌شوند و اجزای اصلی بسیاری از مواد آلی ضروری برای زندگی هستند.

لوسوردو گفت: دیگر لازم نیست منتظر بمانیم یک سیارک یا دنباله‌دار به زمین بیاید تا تاریخچه آنها را بفهمیم. ما می‌توانیم محیط‌های آنالوگ را در آزمایشگاه بسازیم و ساختارشان را با استفاده از اثر انگشت فروسرخ مهندسی آنها منعکس کنیم. این کار می‌تواند اطلاعات مهمی را درباره چگونگی تشکیل غبار کیهانی کربنی در پلاسمای پف‌کرده ستاره‌های غول‌پیکر و قدیمی یا در مهدهای کیهانی محل تولد ستاره‌ها به ما بدهد و این مولکول‌های جذاب را که می‌توانند برای شکل‌گیری زندگی حیاتی باشند، توزیع کند. گویی ما کمی از جهان را در یک بطری آزمایشگاهی بازسازی کرده‌ایم.

غبار کیهانی در محیط‌های اخترفیزیکی شدید تشکیل می‌شود که در آنها مولکول‌ها به طور مداوم توسط یون‌ها و الکترون‌ها بمباران می‌شوند. دانشمندان می‌توانند این غبار را در فضا شناسایی کنند، زیرا سیگنال فروسرخ متمایزی را منتشر می‌کند. این سیگنال یک اثر انگشت مولکولی است که ساختار شیمیایی آن را آشکار می‌کند.

غبار تولیدشده در آزمایش‌های لوسوردو همان نشانه‌های فروسرخ آشکار را نشان داد که تأیید می‌کنند فرآیند آزمایشگاهی دقیقاً منعکس‌کننده‌ اتفاقات رخ‌داده در فضاست.

یکی از پرسش‌های همیشگی در علم این است که زندگی چگونه روی زمین آغاز شد. پژوهشگران هنوز درباره این موضوع بحث می‌کنند که آیا اولین مولکول‌های آلی به صورت محلی در سیاره جوان ما شکل گرفته‌اند، بعداً توسط دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌ها به زمین رسیده‌اند، در مراحل اولیه تشکیل منظومه شمسی به زمین آمده‌اند یا ترکیبی از هر سه مورد هستند.

بین حدود ۳.۵ تا ۴.۵۶ میلیارد سال پیش، زمین توسط شهاب‌سنگ‌ها، ریزشهاب‌سنگ‌ها و ذرات غبار میان‌سیاره‌ای سرچشمه‌گرفته از سیارک‌ها و دنباله‌دارها بمباران شد. تصور می‌شود که این اجرام مقادیر زیادی از مواد آلی را به سطح سیاره آورده‌اند. با وجود این، منشأ این مواد همچنان مرموز است.

لوسوردو گفت: اعتقاد بر این است که کربن و هیدروژن با پیوند کووالانسی در مواد دنباله‌دارها و سیارک‌ها و در پوشش‌های بیرونی ستاره‌ها، طی رویدادهای پرانرژی مانند ابرنواخترها و در محیط‌های میان‌ستاره‌ای تشکیل شده‌اند. چیزی که ما سعی در درک آن داریم، مسیرهای شیمیایی خاص و شرایطی است که همه عناصر CHON را در ساختارهای آلی پیچیده‌ موجود در غبار کیهانی و شهاب‌سنگ‌ها جای می‌دهد.

لوسوردو و پروفسور «دیوید مک‌کنزی»(David McKenzie)، سرپرست کار او در این آزمایش از یک پمپ خلأ برای تخلیه هوا از لوله‌های شیشه‌ای استفاده کردند و به بازسازی شرایط تقریباً خالی فضا پرداختند. سپس نیتروژن، دی‌اکسید کربن و استیلن به آن اضافه شد. مخلوط گازها به مدت حدود یک ساعت در معرض حدود ۱۰ هزار ولت پتانسیل الکتریکی قرار گرفت و نوعی پلاسما ایجاد شد.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.