גם בחלל נלחמים בעש: מרכיבי נפטלין התגלו בענני החלל החיצון

עננים בין-כוכביים, הנסחפים במרחבים האינסופיים של החלל, מכילים פחמימנים, אחד מהם הוא החומר נפטלין – דוחה העש השומר על בגדינו בארון

עננים בין-כוכביים, הנסחפים במרחבים האינסופיים של החלל, עשויים להכיל בתוכם אוצר – מסתבר כי מצויים בהם רכיבים מפתיעים ומעניינים, כאלה המוכרים מהחומר נפטלין.

ובכן, לא בדיוק – אולם, חוקרים מאוניברסיטת ג'ורג'יה הראו, לראשונה אי-פעם, כי אחד מהמרכיבים של עננים אלו פולט קרינת תת-אדום (IR) נדירה המתאימה לצורה הגזית של נפתלן (naphthalene), הרכיב העיקרי בכדורי נפטלין (חומר דוחה עש). פליטות אלו נצפו ע"י אסטרונומים בעבר מזה שלושה עשורים, אולם אף אחד לא זיהה אילו פרודות בדיוק גורמות להיווצרותן.

הגילוי כי סוג ייחודי של נפתלן בעל אטום מימן עודף אחד מצוי בחלל חשוב עבור המדענים החוקרים את המתחמים הבין-כוכביים בשל סיבות רבות. אחת הסיבות החשובות ביותר טמונה בעובדה כי פליטות אלו קשורות לאבק הבין-כוכבי, והבנת מרכיביו של ענן זה תוכל לספק רמזים למוצאם של עצמים מסתוריים אלו. המידע החדש אולי יוכל לספק גם תובנות לגביי מחזורי-החיים של כוכבים.

המחקר, בראשותו של הפרופסור לכימיה Michael Duncan, פורסם בכתב-העת המדעי Astrophysical Journal.

"הגילוי הגיע בזכות העובדה שמצאנו במעבדה שלנו דרך להכין יוני נפתלן," מציין החוקר הראשי, "וזה אפשר לנו לבחון את ספקטרום התת-אדום שלו. התברר כי ספקטרום זה מתאים במדויק לאחת מתבניות הפליטה הבלתי-מפוענחות שמקורן באבק הבין-כוכבי."

הגילוי כי נפתלן הינו אחד מרכיבי האבק הבין-כוכבי אינו לחלוטין מפתיע מאחר והוא מורכב מאטומי מימן ופחמן בלבד. המימן הוא הרכיב הנפוץ ביותר בעננים הבין-כוכביים ופחמן הינו יסוד נוסף הנפוץ שם מאוד. יחד עם זאת, הגילוי פותח צוהר לתחום מחקר חדש לחלוטין עבור אסטרופיסיקאים וכימאים המנסים להבין במלואם את הרכביהם של החלל ואזוריו השונים.

רוב אנשי-המדע מכירים את הנפתלן בצורתו הגבישית כ- C10H8, כלומר הוא מכיל עשרה אטומים של פחמן ושמונה של מימן. הספקטרום של צורה זו אינו מתאים לתבניות הפליטה עצמן. אולם, לצוות המחקר יש סיבה מוצקה להאמין כי החדרת אטום מימן נוסף (בעצם פרוטון) לפרודת הנפתלן ממאגרי המימן הנפוצים בחלל, בתהליך של התנגשות אנרגטית בין החומרים, מייצרת את הצורון המיונן C10H9+ המתאים במדויק לתבנית הפליטה שהתקבלה מהחלל.

בכדי לאשר כי זהו אכן הצורון הקיים בחלל, צוות החוקרים נדרש לייצרו במעבדה, בתנאים הקרובים לאפס המוחלט, ואז להגיבו עם לייזר לשם הפיכתו לגז ולמדוד את ספקטרום התת-אדום שלו. בכך הם היו הראשונים לקבל ספקטרום תת-אדום של יוני נפתלן.

חשיבות הגילוי הזה טמונה בעובדה כי מדענים מצאו כי אבק בין-כוכבי אחראי ליצירה של מימן מולקולארי מהאטומים שלו, שמהווים את המרכיבים העיקריים בעננים הבין-כוכביים. בנוסף, המדענים מאמינים כי תהליכים כימיים אחרים המתרחשים על-גבי מעטפת גרגירי האבק הובילו להיווצרותן של פרודות רבות המצויות בכדור-הארץ, בכללן אולי אפילו חומצות אמינו וחלבונים, החיוניים לחיים. וכן, אבק זה הינו המקור להולדתם של כוכבים חדשים.

הממצאים החדשים גם תומכים בתחזיות מוקדמות יותר שטענו כי מקורן העיקרי של תבניות הפליטה הבין-כוכבית הינו חומרים המכונים "פחמימנים ארומאטיים רב-טבעתיים" (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) מאחר ונפתלן שייך לקבוצה כימית זו. "יוני נפתלן עצמם אינם מהווים את הפענוח המלא של כל תבניות הפליטה," מסביר החוקר, "אולם המאפיינים של ספקטרום זה מרמזים כי יכולים להימצא גם יוני-מימן של PAH גדולים יותר. אותם השינויים הספקטראליים שמקורם בהוספה של פרוטונים למערכות גדולות אלו יוכלו אולי להסביר את שאר תבניות הפליטה, ובכך יוכלו לפתור את אחת מהתעלומות האסטרונומיות הותיקות ביותר." צוות המדענים מנסה עתה להכין ולבחון יוני PAH גדולים יותר.

הידיעה מהאוניברסיטה