پژوهشگران با استفاده از شبیهسازیهای پیشرفته رایانهای، سرنخهای تازهای درباره یکی از قدیمیترین معماهای اخترشیمی پیدا کردهاند؛ معمایی که به «گوگرد گمشده» در ابرهای مولکولی ستارهساز شهرت دارد.
گوگرد دهمین عنصر فراوان در جهان محسوب میشود، اما اخترشناسان هنگام بررسی ابرهای متراکمی که محل شکلگیری ستارگان هستند، تنها بخش بسیار کوچکی از مقدار مورد انتظار این عنصر را مشاهده میکنند. این اختلاف بزرگ سالهاست ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است.
در مطالعهای جدید، محققان مؤسسه ماکس پلانک آلمان و مرکز اخترزیستشناسی اسپانیا با بهرهگیری از نرمافزار شبیهسازی pyRate، شرایط شیمیایی موجود در یخهای میانستارهای را بازسازی کردند. نتایج نشان داد که تابش فرابنفش میتواند واکنشهای شیمیایی پیچیدهای را در اعماق لایههای یخی ذرات غبار فضایی ایجاد کند و بخشی از گوگرد را در قالب ترکیباتی پنهان نگه دارد که تاکنون بهراحتی قابل شناسایی نبودهاند.
دانشمندان دریافتند مدلهای سنتی شیمی فضایی به تنهایی قادر به توضیح ترکیبات گوگردی مشاهدهشده نیستند. در مقابل، زمانی که واکنش سریع اتمهای تازه آزادشده در نظر گرفته شد، نتایج شبیهسازی با دادههای آزمایشگاهی تطابق بیشتری پیدا کرد. این موضوع میتواند توضیح دهد چرا بخش عمده گوگرد در ابرهای مولکولی از دید تلسکوپها پنهان مانده است.
اهمیت این کشف فراتر از شناخت ساختار شیمیایی فضا است. گوگرد یکی از عناصر کلیدی برای شکلگیری مولکولهای زیستی مانند اسیدهای آمینه و پروتئینها به شمار میرود و درک چرخه آن میتواند به شناخت بهتر منشأ مواد اولیه حیات در جهان کمک کند.
این پژوهش نشان میدهد هنوز بخش قابل توجهی از شیمی پیچیده فضا برای دانشمندان ناشناخته است. اگر فرضیه جدید درباره محل اختفای گوگرد تأیید شود، مدلهای فعلی شکلگیری ستارگان و سیارات نیز نیازمند بازنگری خواهند بود. همچنین دادههای بهدستآمده میتواند در مأموریتهای آینده تلسکوپ جیمز وب نقش مهمی در شناسایی ترکیبات آلی و زیستی در فضا ایفا کند؛ موضوعی که برای جستجوی نشانههای حیات فرازمینی اهمیت ویژهای دارد.
حل معمای گوگرد گمشده تنها یک دستاورد در حوزه نجوم نیست؛ این کشف میتواند به درک بهتر مسیر شکلگیری مواد سازنده حیات در سراسر کیهان کمک کند و یکی از حلقههای مفقوده شیمی میانستارهای را آشکار سازد.
