سحابی خرچنگ با مولکول هایش دانشمندان را غافلگیر کرد!

[∆ MeRzaD ∆]

 * یکی از کم شمار چیزهایی که من از شیمی دبیرستان به یاد دارم اینست که گازهای نجیب (هوپد، کمیاب، بی اثر) معمولا اتم هایی گوشه نشین‌اند: با آن که تجهیزاتی کامل از الکترون ها را دارند، با خوشحالی در تنهایی به سر می برند و با هیچ عنصر دیگری در نمی آمیزند.
* ولی اکنون می شنویم که اخترشناسان در پسمانده های یک ستاره ی مُرده، ساختار شیمیایی کمیابی یافته اند: گازی که گمان می رفت یک عنصر گوشه نشین است یک "دوست" پیدا کرده و به همراه یک عنصر دیگر، یک "مولکول" ساخته است.

این تصویر همنهاده (ترکیبی)، از همگذاری دو نما درست شده: تصویر تازه ی فروسرخِ سحابی خرچنگ که توسط رصدخانه ی فضایی هرشل  که از آنِ سازمان فضایی اروپاست ولی ناسا هم در آن سهم مهمی دارد ثبت شده، و یک تصویر نور دیدنی (مریی) از بایگانی تلسکوپ فضایی اِسا/ناسای هابل. تصویر هرشل به رنگ سرخ نمایانده شده و نوری که از غبار کیهانیِ موجود در سحابی می تابد را آشکار کرده. تصویر هابل هم به رنگ آبی دیده می شود و گازهای گوگرد (سولفور) و اکسیژن موجود در سحابی را نشان می دهد.

 در پهنه ی گیتی، هر پایانی یک آغاز تازه است. هنگامی که مرگ یک ستاره ی بزرگ و سنگین فرا می رسد، به شکل یک ابرنواختر زیبا و تماشایی منفجر می شود و مقدار بسیار هنگفتی ماده و انرژی به فضای پیرامونش پرتاب می کند. پسمانده‌ی (یا پسمانِ) خود انفجار هم تا هزاران سال به گونه ی یک نیروگاه با فعالیت شدید بر جا می ماند.

یکی از شناخته شده ترین پسمان های ابرنواختر، سحابی خرچنگ است. این ابر تنُک و رشته رشته ی گاز و غبار، از انفجار یک ابرنواختر پدید آمده که نورش در سال ۱۰۵۴ میلادی توسط ستاره شناسان چینی دیده و شناسایی شده بود. آنچه از این انفجار بر جا مانده، یک ستاره ی نوترونی چرخان (یک تپ اختر) در مرکزش است که جریان هایی از ذرات پرانرژی را آزاد کرده و به درون سحابی می گسیلد. اخترشناسان به تازگی دریافته اند که غبار موجود در این پسمان ابرنواختر بسیار بیشتر از چیزیست که انتظار رفته بود: نزدیک به یک چهارم جرم خورشید.

این اخترشناسان همچنین در پسمانده های این ابرنواختر زوج شیمیایی کمیابی را هم یافته اند: گازی که گمان می رفت یک عنصر گوشه نشین است، یک "دوست" پیدا کرده و با پیوستن به یک همدم شیمیایی دیگر، یک "مولکول" ساخته است. این کشف توسط رصدخانه ی فضایی هرشل که از آنِ سازمان فضایی اروپاست ولی ناسا هم در آن سهم مهمی دارد انجام شده، و به دانشمندان در شناخت بیشتر و بهتر ابرنواخترها کمک خواهد کرد.

یک طیف از سحابی خرچنگ که در اصل برای

بررسی محتوای گرد و غبار این پسمان ابرنواختر

تهیه شده بود، ولی به گونه ای نامنتظره به کشف

نخستین ساختار مولکولی با پایه‌ی یک گاز بی‌اثر

در فضا انجامید: هیبرید آرگون (ArH+).

این یافته ی نامنتظره مربوط به یگ گاز نجیب به نام آرگون است. عنوان نجیب به دلیل سردمزاجی این گازها در آمیزش شیمیایی و پیوستن به عنصرهای دیگر به آن ها داده شده و ریشه در معنای یونانی آن دارد: "غیرفعال". گازهای بی اثر که هلیوم و نئون هم در میانشان است، به ندرت در واکنش های شیمیایی شرکت می کنند. این گازها تنها بودن را ترجیح می دهند.

این پژوهش تازه که به رهبری مایکل بارلو از کالج دانشگاهی لندن در بریتانیا، و بر پایه ی داده های طیفی تلسکوپ هرشل انجام شده، به یافته شدن شواهدی از یک ساختار شیمیایی با پایه ی این گاز بی اثر در فضا انجامیده: یون مولکول هیدرید آرگون یا ArH+. دستاوردهای این پژوهش در نشریه ی ساینس منتشر شده است.

پل گلداسمیت از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در پاسادنای کالیفرنیا می گوید: «چیز شگفت آور اینست که به نظر می رسد چیزی که باعث شده بخش از آرگونی که درون مواد این پسمان ابرنواختر است با هیدروژن همراه شود، شرایط محیطی سخت و خشنی است که در آن فرمانرواست.»

آرگون معمولا طی واکنش های هسته ای که در جریان انفجار ابرنواختری انجام می شوند پدید می آید ولی شگفتی اینجاست که آرگون یافته شده در سحابی خرچنگ، در پیوند با عنصرهای دیگر و در ساختمان مولکول هایی یافته شده که حتی در محیط خشن پسمان ابرنواختر هم پایدار مانده اند، در محیطی که گازهای داغش پس از گذشت یک هزاره از انفجار، همچنان دارد با سرعت هایی بالا گسترش می یابد.

گوران پیلبرت، دانشمند برنامه ی هرشل در سازمان فضایی اروپا در پایان می گوید: «این نه تنها نخستین مورد یافته شدن یک مولکول با پایه ی یک گاز بی اثر در فضاست، بلکه دیدگاهی تازه از سحابی خرچنگ هم به ما می دهد. هرشل به گونه ی مستفیم ایزوتوپ آرگونی که انتظار داریم طی یک سنتز (ترکیب) هسته ای انفجاری در یک ابرنواختر رمبش-هسته ای پدید آید را سنجیده و شناخت ما از ریشه ی این پسمان ابرنواختر را پالایش و اصلاح کرده است.»