🌌 قسمت سوم | مولکولها چگونه در فضای میانستارهای ساخته میشوند؟
💠وقتی میگیم «فضای میان ستارهها»، شاید ناخودآگاه تصور کنیم با یک خلأ کامل طرفیم؛ اما فضا کاملاً خالی نیست. در محیط میانستارهای، گاز، غبار، یونها و مولکولها با چگالی بسیار پایین وجود دارند و در بعضی مناطق، ابرهای سرد و متراکمی شکل میگیرند. سؤال جالب اینجاست: وقتی ذرات اینقدر از هم دورند و دما میتواند به حدود ۱۰ کلوین، یعنی نزدیک منفی ۲۶۳ درجه سانتیگراد، برسد، چطور اصلاً واکنش شیمیایی اتفاق میافتد؟ یکی از جوابهای مهم، دانههای غبار کیهانی (cosmic dust grains) است؛ ذرات بسیار ریزی که عمدتاً از مواد سیلیکاتی و کربنی تشکیل شدهاند و سطحشان میتواند محل تجمع اتمها و مولکولها باشد.
💠یکی از نمونههای مهم، تشکیل هیدروژن مولکولی (H₂) است. هیدروژن فراوانترین عنصر کیهانه، اما در بسیاری از محیطهای میانستارهای، ساخت مستقیم H₂ از برخورد دو اتم هیدروژن در فاز گازی چندان مؤثر نیست؛ چون برخورد مناسب و دفع انرژی اضافی دشوار است. سطح دانههای غبار این مشکل را تا حدی حل میکند. اتمهای هیدروژن روی سطح دانه جذب میشوند، حرکت میکنند و اگر دو اتم به هم برسند، میتوانند H₂ بسازند و انرژی واکنش را به سطح منتقل کنند. بعد مولکول H₂ میتواند از سطح جدا شود و وارد فضای گازی شود. این فرآیند نقش مهمی در شیمی ابرهای میانستارهای دارد.
💠اما داستان فقط H₂ نیست. در ابرهای بسیار سرد، موادی مثل آب، مونوکسیدکربن، متانول و آمونیاک میتوانند به شکل یخ روی سطح دانههای غبار تجمع پیدا کنند. در چنین محیطی، نور فرابنفش و همچنین پرتوهای کیهانی (cosmic rays) میتوانند مولکولهای یخزده را تحریک یا تجزیه کنند و گونههای شیمیایی واکنشپذیرتری به وجود بیاورند. این ذرات میتوانند دوباره با یکدیگر واکنش دهند و ترکیبات پیچیدهتری بسازند. به همین دلیل، یخ میانستارهای را میشود تا حدی شبیه یک «راکتور شیمیایی طبیعی» در نظر گرفت؛ البته نه یک راکتور زمینی با فشار و دمای کنترلشده، بلکه محیطی بسیار سرد که واکنشهای آن تحت تأثیر سطح غبار، تابش و زمان بسیار طولانی قرار دارند.
💠حالا بخش هیجانانگیز ماجرا میرسد: این مواد لزوماً همانجا باقی نمیمانند. وقتی یک ابر میانستارهای در اثر گرانش شروع به فروپاشی میکند و یک ستاره و قرص پیشسیارهای شکل میگیرند، بخشی از مواد شیمیایی موجود در آن محیط میتواند وارد نسل جدید منظومه شود. در مورد منظومه شمسی، شواهد ایزوتوپی و بررسی شهابسنگها نشان میدهد که بخشی از مواد اولیه، سابقهای پیش از شکلگیری خورشید داشتهاند
💠 البته درباره اینکه دقیقاً چه مقدار از مولکولهای مشخص، بدون تغییر از محیط میانستارهای اولیه به زمین رسیدهاند، هنوز عدمقطعیت وجود دارد. بنابراین وقتی به آب، مواد آلی و ترکیبات کربنی روی زمین نگاه میکنیم، با شیمیای روبهرو هستیم که داستانش احتمالاً فقط از زمین شروع نشده؛ بخشی از این داستان میتواند به ابرهای سرد میانستارهای و حتی دورهی پیش از تولد خورشید برگردد.
ادامه دارد ...
{{با یک سرچ ساده قسمت های قبلی قابل دسترسی است }}
🆔 @persiancosmology