นักดาราศาสตร์ตรวจพบ “โมเลกุลคาร์บอนที่สำคัญ” ในอวกาศได้เป็นครั้งแรก

องค์การอวกาศนาซา (NASA) รายงานว่า นักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบ “โมเลกุลคาร์บอนที่สำคัญ” ในอวกาศเป็นครั้งแรก โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ (JWST) โมเลกุลคาร์บอนที่พบเป็นสารประกอบที่เรียกว่า “เมทิลแคตไอออน” หรือ “CH3+”

สารประกอบคาร์บอนเป็นที่สนใจของนักดาราศาสตร์ เพราะพวกมันทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับทุกชีวิต สำหรับเมทิลแคตไอออนถือเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยสร้างโมเลกุลที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น

 

เมทิลแคตไอออนถูกตรวจพบในบริเวณจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ (Protoplanetary Disk) ของระบบดาวอายุน้อย d203-506 ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 1,350 ปีแสงในเนบิวลานายพราน (Orion Nebula)

พื้นที่ที่เป็นจานนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยก๊าซและฝุ่น เป็นเศษที่เหลือจากการก่อตัวของดาวฤกษ์ ซึ่งดาวเคราะห์จะก่อกำเนิดขึ้นในรัศมีขนาดใหญ่นี้ และจะเกิดระบบดาวเคราะห์ในท้ายที่สุด

การระเบิดครั้งใหญ่ในอวกาศ เกิด “ลูกไฟขนาดใหญ่กว่าระบบสุริยะ 100 เท่า”

สำหรับสารประกอบคาร์บอนนั้น เป็นสารที่ก่อตัวเป็นรากฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด และด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะทำงานเพื่อทำความเข้าใจว่า “ชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไรบนโลก” และมีทางที่ชีวิตอาจเกิดขึ้นที่อื่นในจักรวาลของเราหรือไม่

ความสามารถเฉพาะตัวของกล้อง เจมส์ เว็บบ์ ซึ่งมีความละเอียดทั้งเชิงพื้นที่และสเปกตรัมที่ยอดเยี่ยม รวมถึงความไว ทั้งหมดนี้มีส่วนทำให้ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการค้นพบครั้งนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เจมส์ เว็บบ์ สามารถตรวจพบการแผ่รังสีของ CH3+ ได้

มารี-อาลีน มาร์ตอง-ดรูเมล จากมหาวิทยาลัยปารีส-ซาเคลย์ในฝรั่งเศส หนึ่งในทีมผู้ค้นพบกล่าวว่า “การค้นพบนี้ยืนยันถึงความสำคัญของ CH3+ ในเคมีระหว่างดวงดาว”

ดาวฤกษ์ในระบบดาว d203-506 เป็นดาวแคระแดงขนาดเล็ก ในระบบดาวเต็มด้วยแสงอัลตราไวโอเลต (UV) ที่เข้มข้นจากดาวฤกษ์มวลสูงอายุน้อยที่ร้อนระอุที่อยู่ใกล้เคียง

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า การก่อตัวของดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ในระบบดาวนี้ จะต้องผ่านช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงเช่นนี้ เนื่องจากดาวฤกษ์มีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นกลุ่มซึ่งมักรวมดาวมวลมากที่ผลิตรังสียูวีเข้าไปด้วย

โดยทั่วไปแล้ว รังสีอัลตราไวโอเลตจะทำลายโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน ซึ่งทำให้ในกรณีนี้ การค้นพบ CH3+ อาจดูเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ อย่างไรก็ตาม ทีมงานคาดการณ์ว่า รังสีอัลตราไวโอเลตอาจเป็นแหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับ CH3+ ในการก่อตัวตั้งแต่แรก เมื่อก่อตัวขึ้นแล้ว จะทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีเพิ่มเติมเพื่อสร้างโมเลกุลคาร์บอนที่ซับซ้อนมากขึ้น

ทีมงานตั้งข้อสังเกตอย่างกว้าง ๆ ว่าโมเลกุลที่พวกเขาเห็นในจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ของ d203-506 ค่อนข้างแตกต่างจากจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาไม่สามารถตรวจจับสัญญาณของน้ำได้

โอลิเวียร์ แบร์เน จากศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติฝรั่งเศสในเมืองตูลูส หนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า “สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีของจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ได้อย่างสิ้นเชิง จริง ๆ แล้วมันอาจมีบทบาทสำคัญในขั้นตอนทางเคมีเริ่มต้นของการกำเนิดของชีวิตด้วยซ้ำ”

เมทิลแคตไอออนเป็นสารประกอบที่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีมากที่สุดในจักรวาล แต่ก็ทำปฏิกิริยาได้ดีกับโมเลกุลอื่น ๆ มากมาย เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีนี้ นักดาราศาสตร์จึงถือว่า CH3+ เป็นส่วนประกอบสำคัญของเคมีอินทรีย์ระหว่างดวงดาวมาช้านาน แต่ที่ผ่านมายังไม่พบเมทิลแคตไอออนในอวกาศเลยจนกระทั่งมีการค้นพบล่าสุดนี้

 

เรียบเรียงจาก NASA

ภาพจาก NASA