پروژهای که رسانه CNN International از آن با عنوان «بازآفرینی جهان درون یک بطری» یاد کرده است، گامی مهم در درک منشأ مواد اولیه حیات به شمار میرود. در این پژوهش، یک دانشجوی دکتری دانشگاه سیدنی موفق شده است با استفاده از گازهای ساده و ولتاژ بالا، شرایط اطراف ستارگان را در محیط آزمایشگاهی شبیهسازی کند و گردوغبار کیهانی بسازد.
بازسازی شرایط اطراف ستارگان در آزمایشگاه
لیندا لوسوردو، دانشجوی دکتری رشته مواد و فیزیک پلاسما در دانشگاه سیدنی، با ترکیب گازهای ساده و اعمال جریان الکتریکی پرقدرت، محیطهایی را بازسازی کرده است که معمولاً در اطراف ستارگان و بقایای ابرنواخترها دیده میشود. نتیجه این آزمایشها، تولید مقادیر کوچکی از گردوغبار کیهانی بوده است.
گردوغبار کیهانی یکی از اجزای کلیدی در فرآیند شکلگیری ستارگان محسوب میشود و بستر مناسبی برای تشکیل مولکولهای آلی فراهم میکند. این ماده که در فضای میانستارهای به وفور یافت میشود، در ساختار دنبالهدارها و سیارکها نیز حضور دارد.
چرا مطالعه مستقیم گردوغبار کیهانی دشوار است؟
بر اساس گزارش CNN International، بیشتر نمونههایی که به زمین میرسند، هنگام ورود به جو میسوزند و از بین میروند. به همین دلیل بررسی مستقیم این مواد بسیار دشوار است. یافتههای این پژوهش در نشریه علمی The Astrophysical Journal وابسته به انجمن اخترشناسی آمریکا منتشر شده است.
تولید گردوغبار کیهانی با پلاسما ۱۰ هزار ولتی
لوسوردو توضیح میدهد که در این آزمایش از گازهای نیتروژن، دیاکسید کربن و استیلن استفاده شده است. او فرآیند را اینگونه شرح میدهد:
«شما یک مدار را مستقیماً از درون گاز کامل میکنید. گاز تحریک میشود، الکترونها جدا میشوند و محیطی شکل میگیرد که پیوند و خوشهسازی در آن رخ میدهد. این یک فرآیند کاملاً طبیعی است؛ همان چیزی که میدانیم در اطراف ستارگان اتفاق میافتد.»
در این آزمایش، ابتدا هوای داخل یک لوله شیشهای تخلیه شد. سپس ترکیب گازی به سیستم تزریق شد و به مدت یک ساعت، ولتاژی معادل ۱۰ هزار ولت به آن اعمال شد تا محیطی موسوم به پلاسما با تخلیه درخشان ایجاد شود. در پایان این مرحله، چند میلیگرم نانوذرات غبارآلود به دست آمد.
چگونه گردوغبار جمعآوری و تحلیل شد؟
مواد تولیدشده برای تحلیل، روی یک صفحه سیلیکونی تهنشین شدند. لوسوردو در اینباره میگوید:
«جمعآوری و تحلیل گردوغبار میتواند چالشبرانگیز باشد. به همین دلیل اجازه میدهم ذرات روی صفحه سیلیکونی بنشینند. سیلیکون کمک میکند فقط همان موادی را ببینیم که روی صفحه قرار گرفتهاند.»
در مجموع، پژوهشگران موفق شدند حدود یک گرم گردوغبار کیهانی تولید کنند.
منشأ اسیدهای آمینه؛ زمین یا فضا؟
لوسوردو با اشاره به پرسشهای بنیادین درباره منشأ حیات میگوید:
«وقتی به پرسشهای بزرگی مانند منشأ حیات نگاه میکنیم، باید بررسی کنیم که این بلوکهای سازنده از کجا آغاز شدهاند. حیات کربنی روی زمین از کجا شروع شد و چگونه به ساختارهایی مانند اسیدهای آمینه تبدیل شد؟»
اینکه اسیدهای آمینه روی زمین شکل گرفتهاند یا منشأیی فرازمینی دارند، مدتهاست موضوع بحث در جامعه علمی است. لوسوردو تأکید میکند که رسیدن شهابسنگها به زمین زمان زیادی میبرد و جمعآوری گردوغبار در نزدیکی یک ستاره عظیم و پیر تقریباً غیرممکن است. او میگوید حتی مقادیر اندک مواد آزمایشگاهی هم میتواند اطلاعات ارزشمندی در اختیار دانشمندان بگذارد.
نظر متخصصان درباره این پژوهش
تأیید امکان بازتولید شیمی کیهانی
پروفسور مارتین مککوسترا از دانشگاه هریوت-وات، که در این تحقیق نقشی نداشته است، این پژوهش را «قانعکننده» توصیف میکند و میگوید:
«پیچیدگی شیمیایی از یک شیمی آغازین بسیار ساده شامل اتمهای هیدروژن، مونوکسید کربن، آب و چند مولکول کوچک، روی دانههای غبار تکامل یافته است. این تکامل را میتوان در آزمایشگاه بازتولید کرد.»
پروفسور توبین مانسات از دانشگاه کلرادو بولدر نیز میافزاید:
«در نهایت، ماهیت کار آزمایشگاهی دقیقاً همین است؛ تولید نمونهای مشابه تحت شرایط کنترلشده و استفاده از آن برای درک بهتر جهان طبیعی.»
دامانویر گروال از دانشگاه ییل هم معتقد است این یافتهها نشان میدهد مواد آلی پیچیده میتوانند بهسادگی در محیطهای ستارهای شکل بگیرند. او میگوید اگر این مواد گسترده باشند، احتمال وجود بلوکهای شیمیایی لازم برای حیات در سامانههای سیارهای سراسر کهکشان افزایش مییابد.
گام بعدی پژوهش چیست؟
پژوهشگران قصد دارند آزمایشهای جدیدی را تحت شرایط متفاوت انجام دهند تا دادههای جامعی درباره انواع مختلف گردوغبار کیهانی گردآوری کنند و یک پایگاه داده علمی کامل در این زمینه بسازند.
اگر به منشأ حیات و پژوهشهای نوین فضایی علاقهمند هستید، این مقاله را با دیگران به اشتراک بگذارید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید.
