تغطية شاملة

تعدين الجزيئات في سحب الغبار البعيدة

طريقة جديدة لتحديد الجزيئات في سحب الغبار البعيدة قد تؤدي إلى فهم أكثر شمولاً للخطوات الكيميائية الأولى على طريق تكوين الحياة

الجزيئات في الفضاء. رسم توضيحي - المرصد الإذاعي الوطني.
الجزيئات في الفضاء. رسم توضيحي - المرصد الإذاعي الوطني.

في العصور القديمة، تم إرسال المساحين إلى مناطق التعدين. وكانت مهمتهم هي التحقق من المعادن الموجودة في تلك المناطق، وما هي فرص استخراجها بنجاح. كانت المعدات التي كانت بحوزتهم بسيطة، إلى درجة السخافة في بعض الأحيان - منخل، ومنخل، ومطارق، وأزاميل - لكنهم قاموا بعملهم بأمانة. ومع ذلك، مع تغير الزمن، تغير المراجعون أيضًا. المراجعون اليوم هم من علماء الفلك ذوي الخبرة، يستخدمون تلسكوبًا ضخمًا تبلغ قيمته ملايين الدولارات ووجهتهم بين النجوم.

في السنوات الثلاث الماضية، قام العلماء بتسخير قوة روبرت س. Bird Green Bank (GBT) لمسح السحب الغنية بالجزيئات في مجرتنا درب التبانة. تمكن أنتوني رامين، من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي، وزملاؤه من اكتشاف عشرة جزيئات بين النجوم جديدة في ثلاث سنوات فقط - وهو رقم قياسي لم يتم كسره بعد من قبل مجموعات أخرى أو باستخدام التلسكوبات الأخرى.

"مثل هذه الغيوم هي المادة الخام لتكوين كواكب ونجوم جديدة. نحن نعلم أن جزيئات البريبايوتك يتم بناؤها في كيمياء معقدة في مثل هذه السحب قبل فترة طويلة من تشكل الكواكب والنجوم. هناك فرصة جيدة لأن تجد بعض هذه الجزيئات الموجودة بين النجوم طريقها إلى سطح النجوم الشابة مثل الأرض المبكرة، وتعطي انطلاقة لكيمياء الحياة. قال ريميجن. "لأول مرة، لدينا الآن القدرة على إجراء بحث شامل ومنهجي للغاية للعثور على جميع المواد الكيميائية الموجودة في السحب."

تميل الجزيئات بطبيعتها إلى الاهتزاز والدوران حول محورها، وتصدر موجات راديو بترددات محددة. ولكل جزيء نمطه الفريد من هذه الترددات، والذي يسمى الخطوط الطيفية. يعمل هذا النمط بمثابة "بصمة" يمكن استخدامها لتحديد الجزيء. تم إجراء معظم الاكتشافات في الماضي من خلال تحديد نمط تردد جزيء معين في المختبر، والبحث عن ذلك النمط باستخدام المجهر الراديوي في منطقة معينة من السماء. وحتى الآن، تم اكتشاف أكثر من 140 جزيئًا مختلفًا في الفضاء الخارجي بهذه الطريقة.

وعلى الرغم من نجاح هذه الطريقة، إلا أن عيبها الرئيسي هو أنه لا يمكن اكتشاف سوى الجزيئات التي يتم البحث عنها. الآن يقوم علماء المرصد بتغيير الإستراتيجية ويبدأون في مسح السحب دون أن يعرفوا مسبقًا ما سيجدونه. وسيقوم الباحثون أيضًا بمشاركة أي معلومات يجدونها مع علماء آخرين، على أمل تسريع وتيرة الاكتشافات. تم تقديم خطة الباحثين في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في سانت لويس.

سيستخدم علماء الفلك GBT لدراسة سحابة من الغاز والغبار عن كثب تسمى Sagittarius B2 (N)، وتقع بالقرب من مركز مجرتنا، على بعد 25,000 سنة ضوئية من الأرض. ويخططون لتسجيل جميع الخطوط الطيفية التي يلتقطونها، ثم يحاولون "مطابقتها" مع الأنماط الجزيئية الموجودة باستخدام برامج جمع البيانات.

"إن الجزيئات العضوية المعقدة التي تتشكل في الفضاء بين النجوم هي بلا شك اللبنات الأساسية لعلم الأحياء الفلكي. وقال فيل جيويل، من فريق المرصد: "إن فهرسة جميع الجزيئات الموجودة في هذه السحابة سيعزز بشكل كبير فهم الظروف الفيزيائية السائدة في السحابة والخطوات الكيميائية الأولى نحو الحياة".

وسيجري علماء الفلك مسحًا دقيقًا للسحابة بين النجوم في نطاق واسع من الترددات الراديوية بين 300 ميجا هرتز و50 جيجا هرتز. ويقولون إن هذه التقنية ستسمح لهم باكتشاف الجزيئات التي كان من الممكن أن تستعصي على الملاحظات الأقل طموحًا. "بناءً على الدراسات السابقة، هناك عدد من جزيئات البريبايوتك المعقدة التي نعتقد أنها موجودة في مثل هذه السحب، ولكن فقط من خلال استخدام طريقة واسعة النطاق مع GBT سنكون قادرين على العثور على الأدلة التي نحتاجها لاكتشافها، " قال ريميجان.

"لم تكن هذه الإستراتيجية ممكنة عند الترددات بين 300 ميجاهرتز و50 جيجاهرتز قبل GBT. إن القدرات الكبيرة لهذا التلسكوب تسمح لنا بالدخول في عصر جديد تمامًا من الكيمياء الفلكية". هوليس، من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا.

للاطلاع على الأخبار على موقع المرصد الإذاعي الوطني الأمريكي

تعليقات 8

  1. تظهر الأدلة على مدى تعقيد المشكلة ومعلومات حول اتجاهات الحل في المقالة:
    "إنهم يخططون لتسجيل جميع الخطوط الطيفية التي يلتقطونها، ثم يحاولون "مطابقتها" مع الأنماط الجزيئية الموجودة باستخدام برامج جمع البيانات."
    ومن المثير للاهتمام - في السياق الحالي - أن المصطلح الذي يستخدمه روي - "جمع المعلومات" هو في الواقع ترجمة ليست ناجحة تمامًا لمصطلح Data Mining - وهو المصطلح الذي يظهر في الأصل، والذي ترجماته المقبولة إلى اللغة العبرية هي "التنقيب عن المعلومات" "أو" التنقيب عن البيانات ". في هذه المقالة، سأستخدم بالطبع "استخراج المعلومات".
    أفنير:
    فيما يتعلق بإزاحة/إزاحة الطيف (وليس "الإلهاء") نتيجة لتأثير دوبلر - فهذا موجود أيضًا في مجرتنا ولا يحدث بسبب اختلافات السرعة فحسب، بل أيضًا بسبب مجالات الجاذبية.
    لقد تم بالفعل التلميح إلى حل هذه المشكلة في كلامك عندما ذكرت في أحد الردود أنك تنظر إلى المسافات بين خطوط الطيف أكثر من الخطوط نفسها.

  2. ليسبدراميش يهودا
    فيما يتعلق بتأثير دوبلر = الانزياح الأحمر الذي ذكرته، من حيث المبدأ يجب بالتأكيد أن يؤخذ في الاعتبار، خاصة عند قياس النجوم والمجرات البعيدة - ولكن بالنسبة لحالتنا هنا، في سحب مجرتنا، فإن المسافات هي الأقرب بالكيلومتر الفلكي وبالتالي، في رأيي، فإن الانزياح الأحمر، إذا كان موجودا على الإطلاق، هو الإهمال.

  3. كان لي فكرة
    ما يمكن فعله هو إثبات عدم وجود المادة. على سبيل المثال، لن يعطينا أي مزيج الحديد أو النحاس، وما إلى ذلك. وضد هذا لا يمكننا أن نفترض وجود المواد إلا مع بعض الشك.
    أي أنه بحسب المثال الذي قدمته في المقال، يمكننا القول أن كلمة فلسفة لا تظهر، ولا كلمة سابدارمش. من ناحية أخرى، فإن وجود كلمات مثل "القوس" لا يمكن إلا أن يكون موضع شك.

    يوم جيد لأولئك الذين يشاركون
    سابدارمش يهودا

  4. ليس فقط هذا،
    هناك مناطق في السحب الغبارية تتحرك نحونا وهناك مناطق تبتعد عنا، وبالتالي حسب تأثير دوبلر يحدث انحراف في خطوط الامتصاص.
    والنتيجة: اذهب واكتشف كيف تغلبوا على كل الفوضى!.

    اتمنى لك يوم جيد
    سابدارمش يهودا

  5. أفترض أن البرنامج لا يتحقق فقط من مظهر بعض ترددات البث، بل يتحقق أيضًا من مظهرها مع الترددات الأخرى. في الواقع، ما يحدد طيف امتصاص الانبعاث لمادة معينة هو المسافات المميزة بين خطوط امتصاص الانبعاث. على سبيل المثال: إذا كان طيف الانبعاث لجزيء معين هو:
    5-00-8-000-6 ومن الواضح أننا لا نبحث عن 5 وحدهم أو 8 وحدهم أو 6 وحدهم بل نبحث عن مظهرهم المشترك المعروف بطيف الانبعاث لمادة معروفة.
    ومن الواضح أن الأمر أكثر تعقيدًا من الناحية العملية نظرًا لوجود خلط بين خطوط الانبعاث للعديد من المواد. ولذلك، فإن دقة مقياس الطيف مهم جدا.
    تشير شدة بعض خطوط امتصاص الانبعاثات من ناحية إلى التركيز النسبي للمادة في السحابة ومن ناحية أخرى تساعد في التحقق من التحليل الطيفي.

  6. يهودا،

    لقد تم إصلاح الخطأ، شكرا. طوال فترة الكتابة، كان علي أن أحاول عمدًا ألا أكتب كلمة "مجهر" بدلاً من "تلسكوب"، وربما كان من المحتم أن يحدث الخطأ في مرحلة ما.

    أما الفرز نفسه فهو يأتي من برامج تستخدم رياضيات عالية المستوى. على الرغم من أنني لا أملك معرفة حقيقية بكيفية عمل هذه البرامج تحديدًا، إلا أنني أعرف خوارزميات التحكم القادرة على تحديد موقع موجات معينة خارج فوضى الترددات المختلطة، باستخدام تحويلات مختلفة. أعتقد أن هذه برامج مماثلة.

    يوم جيد،
    روي.

  7. شيئان:-
    وفي السطر 15 من المقال تصحيح "أو في استعمال مجاهر أخرى". ربما ينبغي أن يكون هناك "التلسكوبات".

    وعن المقال نفسه. ما يزعجني هو عدم وجود شرح لكيفية الفرز. نأخذ هذه المقالة أو أي مقالة ونضع كل الكلمات واحدة فوق الأخرى. هل سنتمكن من فرز كل الكلمات من هذه الكومة التي هي ليلة الحروف، وهذا ما فعلناه هنا، حصلنا على مجموعة من خطوط الامتصاص التي يتداخل الكثير منها مع العديد من الجزيئات، فكيف يمكننا أن نصل من كل هذا التداخل في الجزيئات على وجه اليقين؟
    في المثال الذي قدمته للكلمات الواردة في مقالاتنا الواحدة فوق الأخرى، ربما تمكنا من تخمين وجود كلمة "تلسكوب" في المقالة، لكن الكلمات القصيرة لم يكن بوسعنا سوى تخمين وجودها. على سبيل المثال: - هل يمكن أن نقول بثقة أن الكلمات: - tal، kol، wo، zach، ستظهر أيضًا كاحتمال نعم، ولكن ليس مع الثقة بوجودها.

    أتمنى أن أكون قد فهمت.
    اتمنى لك يوم جيد
    سابدارمش يهودا

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.