כוכבי שביט כמפעלים לייצור מולקולות אורגניות

צוות בינלאומי של חוקרים שהשתמשו במערך הטלסקופים אלמה בצ’ילה (ALMA) הצליח להשיג תמונות תלת-ממדיות מרהיבות של האטמוספירה האפלה הסובבת את כוכבי השביט ISON ו-Lemmon. תצפיות חדשות אלו סיפקו תובנות חשובות באשר לחשיבותם של כוכבי-שביט בתור מפעלים לייצור כימיקלים חדשים, לרבות תרכובות אורגניות מסקרנות.

כוכבי-שביט אוצרים בתוכם את החומרים הנושנים והקדמונים ביותר של מערכת השמש. הבנת הכימיה הייחודית של חומרים אלו תוכל להוביל לחשיפת ידע נרחב באשר להתהוותו של כוכב הלכת שלנו ומוצאן של תרכובות אורגניות המשמשות כאבני-הבניין של החיים. התצפיות ברזולוציה גבוהה שנערכו בעזרת אלמה סיפקו מבט תלת-ממדי מרתק של פיזור המולקולות הנמצאות בתוך האטמוספרות של שני כוכבי-השביט. “השגנו מיפוי ראשון מסוגו של מולקולות חשובות שתוכלנה לסייע לנו בהבנת טיבם של כוכבי-השביט,” אמר Martin Cordiner, אסטרוכימאי העובד בנאס”א.

הרכיב התלת-ממדי הקריטי שהושג בעזרת התצפיות של אלמה התקבל בעזרת שילוב של תמונות דו-ממדיות ברזולוציה גבוהה של כוכבי-השביט יחד עם ספקטרום ברזולוציה גבוהה של מולקולות אורגניות חשובות – מימן ציאניד (HCN), מימן איזוציאניד (HNC) ופורמאלדהיד (H2CO). הספקטרום של חומרים אלו נלקח מכל אחת מהנקודות בכל אחת מהתמונות. החוקרים הצליחו לחשוף לא רק את זהותן של המולקולות אלא גם את מהירויותיהן, מה שסיפק את הממד השלישי, כלומר – ממד העומק של אטמוספרות כוכבי-השביט.

התוצאות החדשות חשפו כי הגז HCN נע החוצה מהגרעין באופן אחיד לכל הכיוונים, בעוד שהגז HNC מרוכז בצבירים ובסילונים. דפוסי ההתנהגות המובחנים הללו איששו את הסברה כי המולקולות של HNC ושל H2CO אכן נוצרות בתוך האטמוספירה של כוכבי-השביט והם מספקים עדות חדשה כי המולקולהHNC עשויה להתקבל מתוך הפרוק של מולקולות גדולות יותר או מאבק אורגאני.

“הבנת הרכבו של אבק אורגאני חשובה מאחר וחומרים מעין אלו עמידים יותר בפני הרס בזמן כניסתם לאטמוספירה של כוכבים, וייתכן כי חלק מהם אפילו הצליחו להגיע לכדור-הארץ בראשית חייו והיו מעורבים במוצא החיים,” אמר אחד מהחוקרים. “תצפיות אלו פותחות בפנינו צוהר לרכיב בלתי ידוע זה של חומרים אורגניים שמקורם בכוכבי-שביט.”

“כך, לא רק שאלמה מאפשרת לנו לזהות מולקולות פרטניות באטמוספירה של כוכבי-השביט, היא גם מספקת לנו את האפשרות למפות את מיקומיהן בדיוק רב,” אמר אחד מהשותפים למחקר. התצפיות, שפורסמו זה מכבר בכתב-העת המדעי Astrophysical Journal Letters, חשובות מאוד גם לאור העובדה כי כוכבי-שביט בבהירות בינונית, כדוגמת השניים שנחקרו, מכילים ריכוזים קטנים יחסית של מולקולות קריטיות אלו, מה שהופך את בדיקתם המעמיקה מכדור-הארץ בעזרת טלסקופים למאתגרת מאוד. המחקרים המקיפים המעטים מסוג זה נערכו על כוכבי-שביט בהירים במיוחד, כדוגמת Hale-Bopp. התוצאות הנוכחיות מרחיבות את התחום לכוכבי-שביט בעלי בהירות בינונית בלבד. “הרגישות הגבוהה שהתקבלה במסגרת מחקרים אלו סוללת את הדרך לתצפיות של מאות ואולי אלפי כוכבי-שביט מרוחקים נוספים,” אומר החוקר הראשי. “התוצאות שלנו מרמזות כי ניתן יהיה בעתיד למפות מולקולות מורכבות יותר שעד היום נעלמו מעיני המדענים החוקרים כוכבי-שביט.”

הידיעה על המחקר