وفقًا لنظريات مقبولة على نطاق واسع ، تشكل النظام الشمسي قبل 4.6 مليار سنة تقريبًا من سحابة ضخمة من الغبار والغاز (المعروف أيضًا باسم Nebular Theory). بدأت هذه العملية عندما شهد السديم انهيار الجاذبية في المركز الذي أصبح شمسنا. شكل الغبار والغاز المتبقيان قرصًا كوكبيًا أوليًا (بمرور الوقت) تراكم لتشكيل الكواكب.
ومع ذلك ، لا يزال العلماء غير متأكدين من متى ظهرت الجزيئات العضوية لأول مرة في نظامنا الشمسي. لحسن الحظ ، قد تكون دراسة جديدة أجراها فريق دولي من علماء الفلك قادرة على المساعدة في الإجابة على هذا السؤال. وباستخدام مصفوفة Atacama Large Millimeter-subillimeter Array (ALMA) ، اكتشف الفريق الجزيئات العضوية المعقدة حول النجم الشاب V883 Ori ، والتي يمكن أن تؤدي يومًا ما إلى ظهور الحياة في هذا النظام.
ظهرت الدراسة التي تصف نتائجها في الآونة الأخيرة في المجلة العلمية فلك الطبيعة. كما أشاروا في دراستهم ، استخدم الفريق بيانات ALMA لتمييز وجود الجزيئات العضوية المعقدة (COMs) حول V883 Ori - نجم صغير يقع على بعد حوالي 1300 سنة ضوئية من الأرض محاطة بقرص كوكبي أولي.
أصبحت هذه الملاحظات ممكنة بفضل الزيادة المفاجئة في لمعان النجم ، والتي كانت بسبب انفجار سيل من المواد المتدفقة من القرص إلى النجم (ما يعرف باسم انفجار نوع FU Orionis). أدى هذا الانفجار إلى تسخين القرص الكوكبي الأولي وتسبب في ذوبان الجسيمات الجليدية ، بالإضافة إلى دفع حدود "خط الصقيع" للنجم إلى حد كبير.
خط الصقيع (المعروف أيضًا باسم "خط الثلج") هو المنطقة المحيطة بنجم حيث تصبح درجات الحرارة منخفضة بما يكفي بحيث تتسامح العناصر المتطايرة (الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا ، وما إلى ذلك) لتشكيل الجليد. حول النجوم الصغيرة العادية ، يكون نصف قطر خطوط Frost عبارة عن عدد قليل من الوحدات الفلكية (AU) ، ولكن يمكن تكبيرها بمقدار 10 تقريبًا حول النجوم المتفجرة.
عندما شهدت V883 Ori ثورتها ، تسببت في تسخين الجسيمات الجليدية في قرص الكواكب الأولية للنظام وتحفيز إطلاق COMs. وشملت هذه الميثانول (CH3OH) ، الأسيتون (CH3كوتش3) ، أسيتالديهيد (CH3CHO) فورمات الميثيل (CH3OCHO) ، وأسيتونيتريل (CH3CN) - جزيئات ، كما هو الحال مع COMs الأخرى ، يمكن أن تكون مرتبطة بتكوين الحياة في أنظمة الكواكب.
كما أوضح Jeong-Eun Lee ، عالم الفلك في كلية أبحاث الفضاء بجامعة Kyung Hee والمؤلف الرئيسي على الورقة ، في بيان صحفي لـ ALMA:
"من الصعب تصوير قرص بمقياس عدد قليل من AU مع التلسكوبات الحالية. ومع ذلك ، حول نجم متفجر ، يذوب الجليد في منطقة أوسع من القرص ومن الأسهل رؤية توزيع الجزيئات. نحن مهتمون بتوزيع الجزيئات العضوية المعقدة باعتبارها اللبنات الأساسية للحياة ".
سمح تفجر النجم ، إلى جانب قدرات التصوير الحساسة لـ ALMA ، لفريق البحث بالحصول على التوزيع المكاني لأجهزة COM المرصودة. واستنادا إلى تحليلهم ، خلص الفريق إلى أن الجزيئات التي اكتشفوها كان لها بنية تشبه الحلقة مع نصف قطر حوالي 60 AUs حول V883 Ori.
الأمر المثير للاهتمام بشكل خاص هو حقيقة أن التركيب الكيميائي لقرص V883 Ori يشبه تكوين المذنبات في النظام الشمسي الحديث. المذنبات هي محور الاهتمام البحثي الكبير حيث يعتقد أنها لعبت دورًا في انتشار الماء والجزيئات العضوية خلال الأيام الأولى من النظام الشمسي.
يعتقد أن هذه المذنبات قد تكونت في الروافد الخارجية للنظام الشمسي (سحابة أورت الحديثة) حيث تم احتواء الجزيئات العضوية في الجليد. وبسبب هذا ، يرتبط البحث في التركيبات الكيميائية لأقراص الكواكب الأولية ارتباطًا مباشرًا بالبحث في تكوين المذنبات وأصول حياة الأرض.
كما أوضح يوري أيكاوا ، عضو فريق البحث من جامعة طوكيو:
"بما أن الكواكب الصخرية والجليدية مصنوعة من مادة صلبة ، فإن التركيب الكيميائي للمواد الصلبة في الأقراص له أهمية خاصة. إن الانفجار هو فرصة فريدة للتحقيق في التسامي الجديد ، وبالتالي تكوين المواد الصلبة ".
فرص ملاحظة الانفجارات نادرة إلى حد ما ، لأنها تستمر لمدة 100 عام أو نحو ذلك. ومع ذلك ، من المعروف أن النجوم الشباب الذين لديهم مجموعة واسعة من الأعمار يعانون من انفجارات FU Ori ، لذلك يتوقع علماء الفلك أن يكونوا قادرين على مشاهدة المزيد من هذه الأحداث في المستقبل - وفي هذه العملية ، تحديد التركيبات الكيميائية لمزيد من الأقراص الكواكب الأولية.
لن يؤدي هذا البحث إلى تحسين فهمنا للتركيب الكيميائي للجليد الذي يتطور حول النجوم الصغيرة. كما سيحسن فهمنا لكيفية تطور الجزيئات العضوية بين ولادة نظامنا الشمسي واليوم ، مما سيكشف عن أشياء كثيرة حول أصول الحياة نفسها!
