علماء الفلك الغبار الإسفنجي للكون قد يكون مهد الحياة

الغبار الكوني ليس مجرد خلفية جميلة للتصوير الفلكي مثل “أعمدة الخلق” الشهيرة. هذه الجزيئات الصغيرة هي مواد بناء الكواكب والكويكبات والمذنبات. لكن طبيعتها الحقيقية ظلت لغزا لفترة طويلة. إحدى القضايا المثيرة للجدل كانت مدى “مسامية” الغبار، أي إلى أي مدى يبدو وكأنه إسفنجة مليئة بالفراغات المجهرية.

وفي عمل جديد بقيادة أليكسي بوتابوف من جامعة فريدريش شيلر في جينا، نُشر في المجلة مراجعة علم الفلك والفيزياء الفلكيةيقول الباحثون إن الغبار الكوني قد يكون أكثر مرونة مما كان يعتقد سابقًا.

لماذا المسامية مهمة

تعد المسامية عاملاً رئيسيًا في تحديد كيفية حدوث التفاعلات الكيميائية في السحب بين النجوم. كلما زاد حجم سطح حبة الغبار، زادت مشاركتها في التفاعلات، على سبيل المثال، في تكوين الهيدروجين الجزيئي (H₂). إذا كان للجسيم بنية إسفنجية معقدة، مساحتها أكبر بكثير من المساحة المدمجة – وهذا يجعلها نوعًا من “المحفز” المجهري للحياة.

يسمح هذا الهيكل للجزيئات بالاحتفاظ بالمواد المتطايرة مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون، مما يحميها من التدمير بواسطة الإشعاع الكوني. وهكذا يستطيع الغبار نقل هذه المواد إلى الكواكب الفتية، بما في ذلك الأرض المبكرة، مما يخلق الظروف الملائمة لنشوء الحياة.

ويميز العلماء بين نوعين من المسامية: داخلي، عندما تكون الفراغات موجودة داخل الجزيئات نفسها، وخارجية، والتي تحدث عندما تتراكم العديد من جزيئات الغبار، والتي توجد فجوات بينها. يلعب كلاهما دورًا في تشكيل البيئة الكيميائية لأنظمة الكواكب المستقبلية.

كيف يبحث علماء الفلك عن الجواب؟

واعتمد الباحثون على أربعة مصادر للبيانات: العينات التي جمعتها البعثات الفضائية، وعمليات رصد التلسكوب، والتجارب المعملية، والمحاكاة الحاسوبية.

النوع الأول من البيانات هو الغبار الذي يتم إحضاره إلى الأرض بواسطة المجسات ستاردست و رشيد. مرت المهمة الأولى عبر مسار المذنب Wild 2 وأعادت عينات في عام 2006. أما المهمة الثانية فقد بحثت في المذنب 67P/Churyumov-Gerasimenko. لم يكتشف كلا الجهازين جزيئات كثيفة فحسب، بل اكتشفوا أيضًا جزيئات فضفاضة للغاية – بعضها ذو مسامية تصل إلى 99٪.

ملاحظات من التلسكوب ألما أظهر ذلك في نظام النجم الشاب HL Tau تبلغ نسبة مسامية الغبار حوالي 90%. ويتوقع العلماء أنه مع مرور الوقت، قد تصبح الجسيمات أكثر كثافة بسبب الاصطدامات. في نظام آخر آي إم لوبتشير بيانات تشتت الضوء إلى وجود هياكل كسورية – حبيبات غبار تشبه كرات العديد من الحبوب المترابطة.

من المختبرات إلى نماذج الكمبيوتر

إن خلق “غبار النجوم” على الأرض ليس بالأمر السهل، ولكنه ممكن. يستخدم الباحثون الليزر لتبخير عينات الصخور ومن ثم مشاهدة الجسيمات الدقيقة تتكثف. وُجد دائمًا أن المواد الناتجة مسامية للغاية، وهو ما يتوافق مع نتائج مهمتي روزيتا وستاردست.

تؤكد محاكاة عمليات تصادم الجسيمات أيضًا: مع “الالتصاق” البطيء فإنها تشكل هياكل فضفاضة تحتفظ بالفراغات جيدًا. على المستوى الذري، تكون هذه المسام الصغيرة قادرة على الاحتفاظ بجزيئات الماء وإبطاء تبخرها في الفضاء.

الخطوة التالية للفهم

على الرغم من وجود العديد من الأدلة غير المباشرة، لا يوجد دليل قاطع على أن معظم الغبار الكوني هو بالفعل “إسفنجي” حتى الآن. يتوخى العلماء الحذر عند استخلاص النتائج: هناك حاجة إلى ملاحظات وبعثات إضافية للتأكد.

ومع ذلك، إذا تم تأكيد الفرضية، يمكنه تغيير الأفكار حول المراحل الأولى من تطور أنظمة الكواكب وحتى حول آليات ظهور الحياة. ولعل الغبار، الذي يبدو فقط كخلفية للسماء المرصعة بالنجوم، هو المهد الذي تولد منه العوالم.

وكما يمزح المؤلفون، إذا كان الغبار الكوني يشبه الإسفنج حقًا، فربما يقوم الذكاء الاصطناعي في المستقبل بتحديث الصورة الشهيرة لـ “أعمدة الخلق” بإضافة العديد من الفراغات المرئية إليها.