یافتن مولکول حیاتنما در یک کوتوله قهوهای، دانشمندان را متحیر کرده است
کشف فسفین در اتمسفر کوتولهی قهوهای ولف ۱۱۳۰سی (Wolf 1130C)، که در فاصلهی ۵۴ سال نوری از زمین واقع شده، جنبه شیمیایی فسفر را در کهکشان راه شیری به چالش کشیده است. بر اساس اظهارات تیم تحقیقاتی به رهبری آدام برگاسر، اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا سندیگو، این جرم کهن ولف ۱۱۳۰سی با قدمتی بیش از ۱۰ میلیارد سال، حاوی فسفین با غلظتی حدود ۱۰۰ قسمت در میلیارد می باشد.
این نخستین و تنها شناسایی معتبر فسفین (PH3) در یک کوتوله قهوهای واقعی به شمار میآید. مقدار اندازهگیریشده با پیشبینیهای مدلی سازگار است، اما این سوال مهم را پیش میآورد که چرا فسفین در سایر کوتولههای قهوهای تشخیص داده نمیشود؟
این تناقض نشاندهندهی این حقیقت است که دانش ما از شیمی فسفر هنوز ناقص بوده و اعتبار فسفین بهعنوان یک نشانگر زیستی بالقوه را زیر سؤال میبرد. پیدا کردن ولف ۱۱۳۰سی ما را متوجه میسازد که نمیتوان به سادگی فسفین را نشانهای از حیات قلمداد کرد، چرا که این ترکیب قادر است در محیطهای غیر زیستی نیز پدید آید.
برگاسر در گفتوگویی با ساینسآلرت بیان کرد: «مسئله در واقع ولف ۱۱۳۰سی نیست، بلکه به کمبود دانش ما در مورد کوتولههای قهوهای و دیگر سیارات غولپیکر مربوط میشود. بر طبق درک فعلی ما از شیمی اتمسفرهای غنی از هیدروژن در دماهای پایین، باید انتظار داشته باشیم که فسفین شکل غالب فسفر باشد.»
جایگاه فسفین بهعنوان نشانگر زیستی بالقوه زیر سؤال رفته است
اظهارات برگاسر نشاندهنده این است که با وجود تلاشهای گسترده با تلسکوپهای زمینی و جیمز وب، این نخستین باری است که فسفین در کوتولهای قهوهای یا سیارهای غولپیکر فراخورشیدی با غلظت پیشبینیشده شناسایی میشود. لذا، فرایندهای شیمیایی مؤثر در شکلگیری یا عدم شکلگیری فسفین یکسان و جهانی نیستند. برگاسر اشاره کرد که ولف ۱۱۳۰سی نشان میدهد که شیمی فسفین از یک جرم به جرم دیگر متفاوت است و این موضوع معادل انتظار کنونی ما از شیمی اتمسفر نمیباشد.
پیش از این نیز، موضوع فسفین در سال ۲۰۲۰ سوژهی خبرها بود، زمانی که دانشمندان از وجود آن در جو زهره خبر دادند. در زمین، این مولکول بهطور عمده توسط میکروبها تولید میشود و به همین خاطر اخترزیستشناسان آن را نشانهای از حیات بالقوه تلقی میکنند. با این حال، وجود فسفین منحصر به فرآیندهای زیستی نیست. این مولکول در مقادیر قابل توجهی در جو مشتری و زحل نیز مشاهده شده و در اعماق داغ و پرفشار آنها تشکیل میشود و سپس بهوسیلهی همرفت به لایههای بالاتر انتقال مییابد.
بیشتر بخوانید
مدلهای شیمی اتمسفری سیارههای غولپیکر و کوتولههای قهوهای بهواسطه دادههای مشتری و زحل طراحی شدهاند و معمولاً برای مولکولهای نظیر آمونیاک، دیاکسید کربن و متان عملکرد مطلوبی دارند. اما طبق توضیحات برگاسر، شیمی فسفر رفتار غیرقابل پیشبینی از خود نشان میدهد. او میافزاید: «مدل ما برای مشتری، زحل و اکنون ولف ۱۱۳۰سی درست است، اما برای کوتولههای قهوهای و سیارات فراخورشیدی دیگر خیر. این واقعاً یک معما به شمار میآید.»
کوتولههای قهوهای که در میانهی طیف سیارههای غولپیکر و ستارههای کمنور قرار دارند، بهعنوان آزمایشگاههای باارزشی برای بررسی هر دو نوع شناخته میشوند. برای مطالعه ولف ۱۱۳۰سی، پژوهشگران به استفاده از تلسکوپ جیمز وب پرداختند و بررسیهای طیفی فروسرخ آن را به منظور جستجوی نشانههای جذب نور توسط فسفین انجام دادند. نتایج بهسرعت مشخص شد.
برگاسر ذکر میکند: «شگفتانگیز بود که ویژگی طیفی فسفین بلافاصله در دادهها بهوضوح مشاهده شد. در تحقیقات قبلی، برای پیدا کردن نشانههای ضعیف این مولکول نیاز به تحلیلهای پیچیدهای بود، اما در ولف ۱۱۳۰سی حتی در دادههای با وضوح پایین هم بهوضوح قابل مشاهده بود.»
