اكتشف العلماء جسمين جليديين غامضين في الفضاء السحيق يصعب تفسيرهما. وعلى عكس الجليد البينجمي النموذجي، فإن هذه الأجسام لا يحيط بها أي غبار، وتنبعث منها بصمة طاقة غير عادية، وتحتوي على تركيزات عالية بشكل غير متوقع من أول أكسيد السيليكون. تشير عزلتهم إلى بيئة غير معروفة حيث تشكلت جزيئات الحياة الرئيسية.
الجزيئات العضوية هي اللبنات الأساسية للحياة ويعتقد أنها تشكلت في الفضاء. ومع ذلك، يظل مكان نشأتها بالضبط وكيفية وصولها إلى الكواكب سؤالًا رئيسيًا في علم الفلك وعلوم الكواكب. إن وجود الجليد في الفضاء بين النجوم هو مفتاح هذا اللغز. في المناطق الباردة والكثيفة والمعتمة من درب التبانة، تلتصق الذرات والجزيئات بجزيئات الغبار الصغيرة لتشكل الجليد بين النجوم، وهي عملية مشابهة لكيفية تشكل ندفات الثلج في سحب الأرض.
ولدراسة هذه المسألة، لاحظ علماء الفلك من جامعة نيجاتا وجامعة طوكيو جسمين غامضين بين النجوم باستخدام مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/تحت المليمترية (ALMA) في تشيلي. واكتشف القمر الصناعي الياباني للأشعة تحت الحمراء AKARI هذين الجسمين لأول مرة في عام 2021، ومن المعروف أنهما يحتويان على جليد بين النجوم غني بالمياه والجزيئات العضوية. ومع ذلك، فإن طبيعتها الدقيقة لا تزال غير واضحة. على عكس معظم الجليد بين النجوم، والذي يتواجد عادة في مناطق كثيفة لتشكل النجوم، فإن هذين الجسمين رائعان بشكل خاص لأنهما موجودان خارج أي مناطق معروفة لتشكل النجوم.
استخدم فريق البحث ALMA لمراقبة الأجسام ذات الطول الموجي حوالي 0.9 ملم. تعد عمليات الرصد بالأشعة تحت الحمراء مفيدة لدراسة المواد الصلبة مثل الجليد، لكن عمليات الرصد الراديوي مثل ALMA توفر فهمًا أفضل لحركة الغازات المحيطة وتكوينها. إذا كانت هذه الأجسام تشكل نجومًا، فيمكن لتصوير ALMA عالي الدقة اكتشاف الإشعاع الجزيئي المرتبط بتكوين النجوم. وبالمثل، إذا كانت هناك سحب جزيئية غير معروفة سابقًا بالقرب من هذه الأجسام، فإنها ستظهر أيضًا على شكل مناطق ممتدة من انبعاث الغازات، وخاصة أول أكسيد الكربون.
ومع ذلك، فإن النتائج الملحوظة كانت مختلفة عن أي من التوقعات المذكورة أعلاه. في مواقع هذين الجسمين الجليديين، تم الكشف فقط عن خطوط الانبعاث الجزيئي لأول أكسيد الكربون وأول أكسيد السيليكون، وكان توزيعها مضغوطًا للغاية، أقل من ثانية قوسية. استخدم الفريق بيانات ALMA لتحليل المسافة والحركة والحجم والتركيب الكيميائي للغاز الجزيئي المرتبط بهذه الأجسام.
على سبيل المثال، استنادًا إلى تحليل سرعات خط البصر، يقع الجسمان على بعد حوالي 30.000 إلى 40.000 سنة ضوئية من الأرض. علاوة على ذلك، يشير الاختلاف الكبير في السرعة إلى أن الجسمين مستقلان حركيًا ويقعان على مسافات مختلفة، على الرغم من أن المسافة بينهما حوالي 3 دقائق قوسية فقط في الكرة السماوية ويظهران نفس اللون والسطوع وخصائص الجليد بين النجوم.
عادةً ما تحتوي الأجسام الموجودة بين النجوم والتي تحتوي على الجليد على كميات كبيرة من الغبار، مما يجعلها تتألق بشكل ساطع في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء البعيدة إلى ما دون المليمترية. ومع ذلك، فإن ملاحظات ALMA في هذه الدراسة لم تكتشف الإشعاع دون المليمتري الصادر عن هذين الجسمين الجليديين، مما يكشف عن توزيع غير عادي للطاقة لا يتوافق مع الخصائص المعروفة سابقًا للأجسام الجليدية بين النجوم.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر ملاحظات ALMA أن نسبة أول أكسيد السيليكون إلى أول أكسيد الكربون في هذين الجسمين أعلى بكثير من تلك التي لوحظت في السحب الجزيئية العادية. عادةً ما توجد هذه الوفرة من السيليكا فقط في المناطق التي تم فيها تدمير الغبار بين النجوم بواسطة موجات صدمية قوية، مما يشير إلى أن كلا الجسمين مرتبطان بمصادر الطاقة التي تزعج الغاز بشدة.
لا يمكن تفسير الخصائص الفريدة للأجسام الجليدية الغامضة التي كشفت عنها ALMA بأي من خصائص الأجسام المعروفة المرتبطة بالأجسام الجليدية بين النجوم، مثل النجوم المتكونة حديثًا، أو النجوم الشابة ذات الأقراص الكوكبية الأولية، أو النجوم المتطورة التي تظهر فقدانًا قويًا للكتلة، أو النجوم الساطعة الموجودة خلف السحب الجزيئية الكثيفة.
وقال تاكاشي شيمونيشي، عالم الفلك في جامعة نيجاتا في اليابان والمؤلف الأول لهذا المقال: "قد تمثل فئة جديدة من الأجسام بين النجوم التي توفر بيئة مواتية لتكوين الجليد والجزيئات العضوية. وفي المستقبل، ستكشف عمليات الرصد عالية الدقة للغازات ذات الصلة باستخدام تلسكوب ALMA ودراسات أكثر تفصيلاً للجليد والغبار باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، عن طبيعة هذه الأجسام الجليدية الغامضة".
نُشرت هذه النتائج في عدد 25 فبراير 2025 من مجلة الفيزياء الفلكية.
تم تجميعها من / scitechdaily