دانشمندان سرانجام معمای نور سبز دنباله‌دار‌ها را حل کردند

تیمی از شیمیدانان به تازگی معمای سبز درخشش سر دنباله دارها، اما نه دم آ‌ن‌ها را حل کردند که برای دهه‌ها محققان را متحیر کرده بود. مطالعه یک مولکول گریزان که تنها به صورت گذرا روی زمین وجود دارد، کلید اصلی این کار بود.

دنباله‌دار‌ها تکه‌های یخ و غبار باقی مانده از شکل‌گیری منظومه شمسی را با سرعت بالا می‌برند که گهگاه از قسمت بیرونی سرد منظومه برای عبور از کنار زمین استفاده می‌کنند. در دهه ۱۹۳۰، گرهارد هرزبرگ که بعد‌ها جایزه نوبل را برای تحقیقاتش در مورد رادیکال‌های آزاد و سایر مولکول‌ها دریافت کرد، احتمال داد فرآیند درخشش دنباله‌دار سبز ممکن است شامل مولکولی باشد که از دو اتم کربن به هم پیوند خورده به نام دی کربن باشد. مطالعه جدیدی که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، نظریه هرزبرگ را در معرض آزمایش قرار داد.

تیم اشمیت، شیمیدانی که بر این مطالعه در دانشگاه نیو ساوت ولز در سیدنی استرالیا نظارت داشت، می‌گوید: در فضا، درون ستاره‌ها، سحابی‌ها و دنباله دار‌ها وجود دارد، اما هنگامی که در معرض اکسیژن جو زمین قرار می‌گیرد، دی کربن به سرعت واکنش نشان داده و می‌سوزد.

اشمیت می‌گوید این اولین باری است که دانشمندان توانسته‌اند به طور دقیق چگونگی تجزیه مولکول را هنگام قرار گرفتن در معرض پرتو‌های فرابنفش قدرتمند بررسی کنند. در آزمایشگاه، تیم باید محیط فضای نزدیک به زمین را با محفظه‌های خلاء و سه لیزر مختلف فرابنفش شبیه‌سازی می‌کرد.

"تیمی از شیمیدانان به تازگی معمای سبز درخشش سر دنباله دارها، اما نه دم آ‌ن‌ها را حل کردند که برای دهه‌ها محققان را متحیر کرده بود"از آنجایی که دی کربن خیلی سریع واکنش نشان می‌دهد، آن‌ها مجبور شدند آن را در نقطه‌ای با از بین بردن یک مولکول بزرگتر با لیزر سنتز کنند.

اشمیت می‌گوید آن‌ها تایید کردند که نور سبز دنباله‌دار‌ها از مولکول‌های دی‌کربن می‌آید که وقتی در معرض نور خورشید در فضا قرار می‌گیرند، می‌توانند نور مرئی را جذب و منتشر کنند.

در ستاره‌های دنباله‌دار، زمانی که نور خورشید یخ را گرم می‌کند، دی‌کربن تشکیل می‌شود که احتمالا برخی از آن‌ها از استیلن، مخلوطی از هیدروژن و کربن است که به‌عنوان گاز روی زمین برای جوشکاری استفاده می‌شود و زمانی که مولکول‌های آلی پیچیده‌تر در دنباله‌دار‌ها شکسته می‌شوند، می‌تواند در فضا تولید شود.

اتم‌های هیدروژن از مولکول‌های استیلن آزاد می‌شوند و بدون آن‌ها، پیوند‌های بین اتم‌های کربن دوباره محکم می‌شوند و مولکول‌های کربن مضاعف را تشکیل می‌دهند.

خورشید مولکول‌های بدن دنباله‌دار را گرم می‌کند که این امر سبب انرژی و درخشش آن می‌شود، اما قبل از اینکه بتوانند به دم آن برسند، به تک اتم‌های کربن تجزیه می‌شوند. این توضیح می‌دهد که چرا درخشش سبز فقط در اطراف بدن دنباله دار وجود دارد نه دم بلند آن.

در حالی که دنباله دار‌ها به اندازه کافی در معرض خورشید هستند تا گاز آزاد کنند، پرتو‌های خورشید دائما دی کربن درخشان جدیدی ایجاد می‌کنند. به گفته اشمیت طول عمر مولکول‌های دی کربن در فاصله زمین از خورشید حدود دو روز است.

آنیتا کوکران، ستاره شناس و دستیار مدیر رصدخانه مک دونالد در دانشگاه تگزاس، می‌گوید: این تیم توانست نحوه تقسیم دی کربن در آزمایشگاه را بیاموزد و نشان دهد که دانشمندان به درستی شاهد درخشش دی کربن در دنباله دار‌های دنیای واقعی بوده‌اند. آن‌ها اکنون آن را با دقت تعیین کرده‌اند.

کوکران می‌گوید این تیم طول عمر مولکول‌های دی‌کربن را که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند، اندازه‌گیری کردند که چقدر طول می‌کشد تا پیوند‌های آن‌ها از هم جدا شود. این حقایق به مدل سازی رفتار دنباله دار‌ها کمک می‌کند.

یک دنباله دار در حال گذر ممکن است مانند یک رویداد نادر در زمین به نظر برسد، اما ستاره شناسان اکنون هزاران مورد از آن‌ها را مشاهده کرده‌اند. احتمالا تعداد باورنکردنی دنباله‌دار‌ها در بخش‌های دورتر منظومه شمسی وجود دارند. به لطف این گلوله‌های برفی سبز و درخشان، دانشمندان دریچه‌ای به گذشته باستانی منظومه شمسی دارند.

منبع: popsci