المطابخ هي المكان الذي نبتكر فيه. من كعكة الفتات إلى الذرة على الكوز ، يحدث ذلك هنا. إذا كنت مثلي ، فقد تركت أحيانًا ديك رومي لفترة طويلة جدًا في الفرن أو تفحم الدجاج المشوي. عندما يتم حرق اللحوم ، من بين الروائح التي تخبر أنفك عن الأخبار السيئة هي جزيئات مسطحة تتكون من ذرات الكربون مرتبة في شكل قرص العسل يسمى PAHs أو الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.
تشكل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات حوالي 10 ٪ من الكربون في الكون ولا توجد فقط في مطبخك ولكن أيضًا في الفضاء الخارجي ، حيث تم اكتشافها في عام 1998. حتى المذنبات والنيازك تحتوي على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. من الرسم التوضيحي ، يمكنك أن ترى أنها تتكون من عدة إلى العديد من الحلقات المترابطة من ذرات الكربون مرتبة بطرق مختلفة لإنشاء مركبات مختلفة. كلما زاد عدد الحلقات ، زاد تعقيد الجزيء ، ولكن النمط الأساسي هو نفسه للجميع.
تعتمد جميع أشكال الحياة على الأرض على الكربون. نظرة سريعة على جسم الإنسان تكشف أن 18.5٪ منه مكون من هذا العنصر وحده. لماذا الكربون بالغ الأهمية؟ لأنه قادر على الارتباط مع نفسه ومجموعة من الذرات الأخرى بطرق متنوعة لإنشاء الكثير من الجزيئات المعقدة التي تسمح للكائنات الحية بأداء العديد من الوظائف. ربما تكون الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الغنية بالكربون قد شاركت في تطور الحياة لأنها تأتي في أشكال عديدة مع وظائف عديدة محتملة. قد يكون واحد من هؤلاء تشجيع تكوين الحمض النووي الريبي (شريك في الحمض النووي "جزيء الحياة").
في السعي المستمر لمعرفة كيف تتطور جزيئات الكربون البسيطة إلى جزيئات أكثر تعقيدًا وما الدور الذي قد تلعبه هذه المركبات في أصل الحياة ، ركز فريق دولي من الباحثين وكالة ناسا المرصد الستراتوسفيري لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA) والمراصد الأخرى على PAHs الموجودة داخل الملونة قزحية السديم في كوكبة الشمال Cepheus الملك.
قرر بافو كروازيت من جامعة ليدن في هولندا وفريق العمل أنه عندما تتعرض PAHs في السديم للإشعاع فوق البنفسجي من نجمها المركزي ، فإنها تتطور إلى جزيئات أكبر وأكثر تعقيدًا. يفترض العلماء أن نمو الجزيئات العضوية المعقدة مثل PAHs هي واحدة من الخطوات التي تؤدي إلى ظهور الحياة.
ضوء الأشعة فوق البنفسجية القوي من نجم ضخم حديث الولادة مثل النجم الذي يضع سديم قزحية العين يميل إلى تحطيم الجزيئات العضوية الكبيرة إلى جزيئات أصغر ، بدلاً من تكوينها ، وفقًا للرؤية الحالية. لاختبار هذه الفكرة ، أراد الباحثون تقدير حجم الجزيئات في مواقع مختلفة بالنسبة للنجم المركزي.
استخدم فريق Croiset SOFIA للوصول فوق معظم بخار الماء في الغلاف الجوي حتى يتمكن من ملاحظة السديم في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، وهو شكل من الضوء غير المرئي لأعيننا نكتشفه على أنه حرارة. أجهزة SOFIA حساسة لاثنين من أطوال الموجات تحت الحمراء التي تنتجها هذه الجزيئات المحددة ، والتي يمكن استخدامها لتقدير حجمها. قام الفريق بتحليل صور SOFIA بالاشتراك مع البيانات التي تم الحصول عليها سابقًا من قبل مرصد سبيتزر للاشعة تحت الحمراء ، تليسكوب هابل الفضائي وتلسكوب كندا - فرنسا - هاواي في جزيرة هاواي الكبيرة.
يشير التحليل إلى أن حجم جزيئات PAH في هذا السديم يختلف باختلاف الموقع في نمط واضح. متوسط حجم الجزيئات في التجويف المركزي للسديم المحيط بالنجم الشاب أكبر مما هو على سطح السحابة عند الحافة الخارجية للتجويف. لقد حصلوا أيضًا على مفاجأة: أدى إشعاع النجم إلى نمو صافٍ في عدد المركبات الهيدروكربونية متعددة الحلقات المعقدة بدلاً من تدميرها إلى قطع أصغر.
في نشرت ورقة في علم الفلك والفيزياء الفلكية ، خلص الفريق إلى أن هذا الاختلاف في الحجم الجزيئي يرجع إلى بعض أصغر الجزيئات التي يتم تدميرها بواسطة حقل الإشعاع فوق البنفسجي القاسي للنجم ، وإلى الجزيئات المتوسطة الحجم التي يتم تشعيعها حتى تتحد في جزيئات أكبر.
يبدأ الكثير بالنجوم. ليس فقط أنها تخلق ذرات الكربون في أساس علم الأحياء ، ولكن يبدو أنها ترعىها في أشكال أكثر تعقيدًا أيضًا. حقا ، يمكننا أن نشكر نجومنا المحظوظين!
