کشف راز رنگ سبز ستاره های دنباله دار

تیمی از شیمیدانان به تازگی معمای رنگ سبز درخشانی که سر دنباله دار‌ها دارند را حل کردند که چندین دهه بود محققان را متحیر کرده بود. مطالعه یک مولکول گریزان، که تنها به صورت گذرا روی زمین وجود دارد، کلید اصلی این کار بود.

به گزارش باشگاه خبرنگاران جوان، به نقل از euronews، دنباله‌دار‌ها تکه‌های یخ و غبار باقی مانده از شکل‌گیری منظومه شمسی را با سرعت بالا می‌برند، که گهگاه از قسمت سرد بیرونی منظومه برای عبور از کنار زمین عبور می‌کنند. در دهه ۱۹۳۰، گرهارد هرزبرگ که بعداً جایزه نوبل را برای تحقیقات خود در مورد رادیکال‌های آزاد و سایر مولکول‌ها دریافت کرد، حدس زد که فرآیند درخشش دنباله‌دار سبز ممکن است شامل مولکولی باشد که از دو اتم کربن به هم پیوند خورده‌اند به نام دی کربن. مطالعه جدیدی که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، نظریه هرزبرگ را در معرض آزمایش قرار داد.

تیم اشمیت، شیمیدانی که بر این مطالعه در دانشگاه نیو ساوت ولز در سیدنی، استرالیا نظارت داشت، می‌گوید دی کربن آنقدر واکنش‌پذیر است که گروهی که در پشت این مطالعه قرار داشتند، نتوانستند آن را در یک بطری نگهدارند. این عنصر در فضا، درون ستاره ها، سحابی‌ها و دنباله دار‌ها وجود دارد. اشمیت می‌گوید، دی کربن در معرض اکسیژن جو زمین قرار می‌گیرد، به سرعت واکنش نشان می‌دهد و می‌سوزد.

رنگ سبز دنباله دارها

اشمیت می‌گوید این اولین باری است که دانشمندان توانسته‌اند به طور دقیق چگونگی تجزیه مولکول را هنگام قرار گرفتن در معرض پرتو‌های قدرتمند فرابنفش بررسی کنند. در آزمایشگاه، تیم باید محیط فضای نزدیک به زمین را با محفظه‌های خلاء و سه لیزر مختلف فرابنفش شبیه سازی می‌کرد. از آنجایی که دی کربن خیلی سریع واکنش نشان می‌دهد، آن‌ها مجبور شدند آن را در نقطه‌ای با از بین بردن یک مولکول بزرگتر با لیزر سنتز کنند.

دانشمندان تأیید کرده اند که نور سبز دنباله‌دار‌ها از مولکول‌های دی‌کربن می‌آید، که وقتی در معرض نور خورشید در فضا قرار می‌گیرند، می‌توانند نور مرئی را جذب و ساطع کنند.

در ستاره‌های دنباله‌دار، زمانی که نور خورشید یخ را گرم می‌کند، دی‌کربن تشکیل می‌شود، که احتمالاً برخی از آن‌ها از استیلن، مخلوطی از هیدروژن و کربن است که به عنوان گاز روی زمین برای جوشکاری سوخت استفاده می‌شود. اشمیت می‌گوید زمانی که مولکول‌های آلی پیچیده‌تر در دنباله‌دار‌ها شکسته می‌شوند، این عنصر می‌تواند در فضا تولید شود.

چرا دنباله دارها فقط سرشان سبز است نه دمشان؟
کوکران می‌گوید اتم‌های هیدروژن از مولکول‌های استیلن رها می‌شوند و بدون آنها، پیوند‌های بین اتم‌های کربن "دوباره محکم می‌شوند" و مولکول‌های کربن مضاعف را تشکیل می‌دهند.

همانطور که خورشید مولکول‌های بدن دنباله‌دار را گرم می‌کند، انرژی و درخشش به دست می‌آورند، اما قبل از اینکه بتوانند به دم آن برسند، به تک اتم‌های کربن تجزیه می‌شوند. این مشخص می‌کند که چرا درخشش سبز فقط در اطراف بدن دنباله دار وجود دارد، نه دم بلند آن.

پرتو‌های خورشید دائماً دی کربن درخشان جدیدی ایجاد می‌کنند در حالی که دنباله دار‌ها به اندازه کافی در معرض خورشید هستند تا گاز آزاد کنند. به گفته اشمیت، طول عمر مولکول‌های دی کربن در فاصله زمین از خورشید حدود دو روز است.

کوکران می‌گوید این تیم طول عمر مولکول‌های دی‌کربن را که در معرض نور خورشید قرار می‌گرفتند، بررسی و اندازه‌گیری کردند که چقدر طول می‌کشد تا پیوند‌های آن‌ها از هم جدا شود. این حقایق به مدل سازی رفتار دنباله دار‌ها کمک می‌کند. یک دنباله دار در حال عبور ممکن است مانند یک رویداد نادر در زمین به نظر برسد، اما ستاره شناسان اکنون هزاران مورد از آن‌ها را مشاهده کرده اند. احتمالاً تعداد باورنکردنی دنباله‌دار‌ها در بخش‌های دورتر منظومه شمسی وجود دارند. به لطف این گلوله‌های سبز رنگ، دانشمندان پنجره‌ای به گذشته باستانی منظومه شمسی باز کردند.