دنباله‌دار ۶۷P، اکسیژن خودش را تولید می‌کند

بیگ بنگ: یک استاد مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی کالیفرنیا با استفاده از تحقیقی آزمایشگاهی توضیحی برای اکسیژن دنباله‌دار ۶۷P یافته است.

این عکس مربوط به تبخیر یخ‌های دنباله‌دار ۶۷P(چوریوموف-گراسیمنکو) است که در ٢١ مارس ٢٠١۵ توسط فضاپیمای روزتا گرفته شده است.

به گزارش بیگ بنگ، در طی مدتی که تحقیقات بر روی دنباله‌دار ۶۷P در حال انجام بود، فضاپیما آژانس فضایی اروپا – روزتا – نشان داد که دنباله‌دارها اجرامی فعال و پویا با چشم‌اندازی متغیر و شیمی پیچیده هستند. یکی از کشفیات مهم روزتا که در سال ٢٠١۵ اعلام شد، تولید گاز اکسیژن مولکولی یا O2 بر روی دنباله‌دار بود. اکسیژن مولکولی که به لطف وجود فرآیندهای بیولوژیکی بر روی زمین به وفور یافت می‌شود، به‌دلیل بالا بودن سرعت تفکیک (تجزیه) توسط فرآیندهای شیمیایی، در کیهان بسیار نایاب است. درحالیکه اخترشناسان راجع به وجود مولکول O2 روی دنباله‌دار ۶۷P کاملا گیج شده بودند، یک استاد در مؤسسه فناوری کالیفرنیا به‌لطف تحقیقات در زمینه مهندسی شیمی، راه‌حل ساده ای برای توضیح وجود O2 در دنباله دار یافته است.

پروفسور کنستانتینوس جیاپیس و پژوهشگر فوق‌دکترا یانژی ژاوو به توضیح تولید O2 روی دنباله‌دار، براساس مکانیزم دیده شده در تحقیقات مهندسی شیمی پرداختند. در آزمایشگاه، جیاپیس و یاوو به بررسی نتایج برخوردهای بین ذرات باردار، یعنی یون‌ها، و سطوح مواد نیمه‌رسانا پرداختند. هدف آنها توسعه تراشه‌های کامپیوتری بهتر با زمان پاسخ سریعتر و افزایش ظرفیت حافظه برای محصولات الکترونیکی نسل بعد بود. اما برخوردهای از این نوع نیز می‌تواند برروی سطح دنباله‌دارهای نزدیک خورشید، که منبعی از O2 اندازه‌گیری شده روی دنباله‌دار ۶۷P است، اتفاق افتد. جیاپیس گفت: « پس از بررسی داده های دنباله‌دار، بخصوص در مورد انرژی‌های مولکول‌های آب برخورد کننده به دنباله‌دار، به‌یک‌باره نتایج آشکار شدند، آنچه من سالها در حال مطالعه آن بودم، در حال اتفاق افتادن بر سطح این دنباله‌دار بود.»

چگونه چنین واکنشی رخ می‌دهد؟ زمانیکه دنباله‌دار نزدیک خورشید می‌شود، دمای سطحش به‌دلیل تابش، افزایش می یابد. این باعث می‌شود که یخ‌های رو و نزدیک به سطح بخار شده، و مولکول هایی همچون بخار آب به بیرون پرتاب شوند. این مولکول‌ها به اشعه ماوراء بنفش خورشید که ترکیبی از ذرات پر انرژیست برخورد کرده و در این فرآیند الکترونهایی از دست داده و به یون‌های باردار تبدیل می‌شوند. این یون‌ها در جاهایی که به موادی همچون آهن اکسیده شده، ماسه و یخ که حاوی اکسیژن محدودی هستند، برخورد می‌کنند و توسط بادهای خورشیدی به دنباله‌دار بازگردانده می‌شوند. این برخورد سبب می‌شود که مولکول‌های یونیزه شده اتم‌های اضافی اکسیژن را با خود برداشته، و در نتیجه باعث شکل‌گیری اکسیژن مولکولی می شود.

پیش از این، تنها توضیح برای O2 یافت شده در جو دنباله‌دار، O2 اولیه محبوس به‌صورت یخ مربوط به زمان تشکیل منظومه شمسی، در حدود ۴٫۶ میلیارد سال پیش بود. این توضیح مشکل‌ساز بود، با این حال، اخترشناسان هنوز معتقدند که یخ‌ها و O2 باید در طول تاریخ این دنباله‌دار، با ذراتی شیمیایی واکنش نشان داده باشند. توضیح جیاپیس و یاوو تطابق بسیار بهتری با تصویر گرفته شده توسط روزتا دارد. به‌جای O2 اولیه غیرمحبوس، واکنش‌ها بین دنباله‌دار و تابش فزاینده خورشید، O2 جدیدی به وجود می‌آید. یاوو می‌گوید: «ما به لحاظ آزمایشگاهی نشان دادیم که تشکیل دینامیکی اکسیژن مولکولی برروی سطح موادی مشابه با آنچه در دنباله‌دار یافت می‌شود، امکان‌پذیر است.»

به این دلیل، زمانیکه جیاپیس می‌گوید: « همه شرایط لازم برای چنین واکنشی روی دنباله‌دار ۶۷P وجود دارد.» این یافته، پیامدهای دور از ذهنی نه تنها برای فهم شیمی اجزا متشکله دنباله‌دارها در منظومه شمسی‌مان دارد، بلکه می‌تواند دلیلی برای تولید و وجود O2 در سیارات فراخورشیدی باشد. اگر حیات، نیازی محتمل برای وجود O2 نباشد، بر جستجوی اخترشناسان برای یافتن سیارات قابل سکونت در آینده تأثیر خواهد گذاشت. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature منتشر شده است.

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: astronomy.com

image_pdfimage_print
(11 نفر , میانگین : 4٫73 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=66164
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *