סקר של 11 קדם־כוכבים באמצעות מערך ALMA חשף מתנול שכל אטומי המימן בו הוחלפו בדאוטריום. ממצאים נוספים מצביעים על פליטת מייזר נפוצה מהצפוי. מדובר בכימיה בין־כוכבית, ללא עדות לחיים.
צוות בין־לאומי של אסטרונומים זיהה לראשונה בחלל מתנול שעבר החלפה מלאה של המימן בדאוטריום, האיזוטופ הכבד של מימן. המולקולה CD₃OD נמצאה סביב קדם־הכוכב IRAS 4A2 בענן המולקולרי בפרסאוס, במרחק של כ־1,000 שנות אור. המחקר, בהובלת ארנו בלוש ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיית רדיו, פורסם ב־7 באוקטובר 2026 ב־Astronomy & Astrophysics.
גילוי מתנול כבד בחלל מוסיף כלי לחקר התנאים שבהם נוצרות מולקולות לפני שמערכת כוכבי לכת מתגבשת. במתנול רגיל יש ארבעה אטומי מימן; בגרסה שנמצאה כולם הוחלפו בדאוטריום. מדובר בשינוי בהרכב האיזוטופי של מולקולה מוכרת, ולא בזיהוי סוג חדש של חומר חי.
חתימות מולקולריות במקום דגימת חומר
העבודה היא חלק מ־COMPASS, תוכנית גדולה של מערך ALMA בהובלת יס יורגנסן מאוניברסיטת קופנהגן. הסקר בחן 11 כוכבים צעירים דמויי שמש בשלבי היווצרות, והשתמש ביותר מ־100 שעות תצפית. מטרתו היא להשוות את ההרכב הכימי בין מקורות שונים, במקום להסתמך על כוכב יחיד.
החוקרים אינם אוספים את המולקולות לכלי במעבדה. הם מנתחים קווים בספקטרום: תדרים שבהם גז פולט קרינה. השוואה לנתוני ספקטרוסקופיה ולמודלים מאפשרת לבדוק אילו מולקולות יכולות להסביר את הקווים. במאמר על CD₃OD מדווחים המחברים על עשרה קווים שזוהו בבירור לפי הקריטריונים שהגדירו. ריבוי קווים תואמים מחזק את הזיהוי לעומת הסתמכות על תכונה בודדת.
הקושי נובע גם מהעושר הכימי עצמו. סביב כוכב צעיר מופיעים קווים של מולקולות רבות, וחלקם חופפים. לכן נדרש מודל של הפליטה הכוללת, כדי להפריד בין אות המועמד לבין תרומות של חומרים אחרים. זהו תהליך של התאמת ראיות רבות, ולא זיהוי לפי צבע של תמונה.
מה מספר המימן הכבד
דאוטריום נדיר ממימן רגיל, אך תהליכים כימיים יכולים להעשיר בו מולקולות בתנאים מסוימים. לכן היחסים בין גרסאות איזוטופיות מספקים מידע על ההיסטוריה הכימית. הודעת מכון מקס פלאנק מדגישה את השימוש בהחלפת מימן בדאוטריום כדי לעקוב אחר התפתחות מולקולות בדרך להיווצרות כוכבים וכוכבי לכת.
במקרה של מתנול, תגובות על פני מעטפות הקרח של גרגרי אבק הן חלק מרכזי מהתמונה הנחקרת. כשהסביבה מתחממת, מולקולות עשויות להשתחרר לגז ולהיעשות נגישות לתצפית. עם זאת, זיהוי מתנול כבד בחלל אינו קובע לבדו מה יהיה ההרכב של כוכב לכת עתידי, ובוודאי אינו מוכיח שיתפתחו בו חיים.
גם משואות רדיו טבעיות
מאמר נוסף בסדרה, בהובלת ג׳ה־הונג ג׳ונג מאוניברסיטת סיאול, בחן פליטה של מתנול המתאימה למייזרים: הגברה טבעית של קרינה בתנאים פיזיקליים מסוימים. בניגוד ללייזר מלאכותי, התהליך מתרחש בגז סביב הכוכב. לפי דיווח הסקר, מועמדים לפליטה כזאת נמצאו ביותר ממחצית המקורות שנבדקו.
כאן נדרשת הסתייגות חשובה: המאמר עצמו מציין שהמעבר החדש שנמצא, בתדר 302.9 גיגה־הרץ, דורש אישור נוסף לכך שאכן מדובר במייזר. התמונה העולה מההודעות לעיתונות מעודדת, אך נכון להבחין בין זיהוי מועמד לבין אימות מנגנון ההגברה. תצפיות נוספות יוכלו לבחון אותו.
השלב הבא של COMPASS הוא להרחיב את ניתוח מאגר הנתונים. ההשוואה בין הכוכבים עשויה לסייע להבחין בין כימיה שירשו מענן הלידה לבין שינויים שנוצרו בזמן היווצרותם. כך מולקולה נדירה נעשית סמן של תהליך רחב יותר: מעבר חומר בין־כוכבי אל הסביבות שבהן נולדים עולמות.
שאלות ותשובות
מהו דאוטריום?
איזוטופ של מימן שבגרעינו פרוטון ונייטרון, לעומת פרוטון בלבד במימן הנפוץ.
האם נמצא אלכוהול לראשונה בחלל?
לא. החידוש הוא הזיהוי של מתנול שבו כל אטומי המימן הוחלפו בדאוטריום.
האם זו עדות לחיים?
לא. מולקולות אורגניות יכולות להיווצר בתהליכים שאינם ביולוגיים.
המאמרים: COMPASS VII: First interstellar detection of fully deuterated methanol; COMPASS VI: Discovery of a class I methanol maser transition. מקורות נוספים: NRAO; ALMA.