غالبًا ما يضيء رأس المذنب باللون الأخضر ؛ الذيل في الغالب لا. يشمل ذلك المذنب ليونارد ، الذي قطع أقرب ممر له إلى الشمس يوم الاثنين ويتجه بعيدًا مرة أخرى.
توصل فريق من العلماء الآن إلى شرح مفصل لهذا السلوك متعدد الألوان. يتفجر الجزيء المسؤول عن لون الزمرد بفعل ضوء الشمس في غضون يومين من تكوينه بالقرب من قلب المذنب ، ولا يترك أي شيء تقريبًا يتوهج باللون الأخضر في الذيل.
قال تيموثي دبليو شميدت ، أستاذ الكيمياء في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا: “لقد أظهرنا بالضبط كيف يحدث ذلك في المختبر باستخدام أشعة الليزر فوق البنفسجية ، وقياس بالضبط كيف ينفجر الجزيء”.
“اكتشافات كهذه قد تساعدنا يومًا ما في حل ألغاز الفضاء الأخرى.”
البروفيسور تيموثي شميت تضمين التغريدة من تضمين التغريدة قادت الدراسة ياسمين بورسوفسكي ، طالبة العلوم في كلية الكيمياء والشرفة.
– جامعة نيو ساوث ويلز (UNSWScience) 4 يناير 2022
عندما يقترب المذنب – كتلة من الجليد والغبار – من الشمس ، ترتفع درجة حرارته وتتحول جليده إلى غاز ، مما ينتج عنه جو غامض يُعرف بالغيبوبة. يشتمل الغلاف الجوي على جزيئات كربونية يتم قصفها بدورها بالأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس ، مما يؤدي إلى تفتيتها وإزالة الأجزاء الخارجية منها. ينتج عن ذلك جزيء بسيط ولكنه هش يعرف باسم dicarbon أو C2 في التدوين الكيميائي. إنها ذرتان من الكربون مرتبطة ببعضهما البعض.
لقد عرف العلماء منذ الجزء الأكبر من قرن من الزمان أن الفوتونات يمكنها أن تجعل جزيئات الديكربون في حالة من الإثارة. بسبب الطبيعة الكمومية للكون ، يعود الجزيء المثير إلى حالته الأرضية عن طريق إصدار فوتون. بالنسبة للديكاربون ، يكون الفوتون عادةً ضوءًا أخضر. وهذا ما يفسر اللون الأخضر لغيبوبة المذنب. لكن الندرة الواضحة للديكاربون في ذيول المذنب كانت بمثابة لغز.
لذلك أعاد شميدت خلق ما يحدث في معملهم. لإنتاج ثنائي كربونات ، بدؤوا بجزيئات تتكون من ذرتين كربون وأربع ذرات كلور واستخدموا الليزر لنزع الكلور ، تاركين فقط ثنائي كربون. ثم استخدموا ليزرًا آخر لتفكيك ثنائي الكربون ، وقياس كمية الطاقة المطلوبة بالضبط.
من ذلك ، أظهروا كيف كان على جزيئات الديكربون أن تمتص فوتونين ليتم تفجيرهما ، وعمر جزيء ديكربون المغمور في ضوء الشمس حوالي 44 ساعة. في ذلك الوقت ، قد تسافر الجزيئات 80000 ميل أو نحو ذلك – بعيدًا جدًا. لكن ذيول المذنبات يمكن أن تمتد لملايين الأميال. وبالتالي ، سيكون هناك القليل من ثنائي الكربون أو لا يوجد أي توهج أخضر هناك.
يتناسب هذا إلى حد كبير مع ما لوحظ في المذنبات.
فريق شميت ذكرت نتائجه الشهر الماضي في ورقة نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
قالت أنيتا كوكران ، مساعدة مدير مرصد ماكدونالدز التابع لجامعة تكساس والتي لم تشارك في البحث: “ما يفعلونه هو العمل الأساسي الأساسي لشرح الملاحظات”. “إن فهم الكربون في الكون مهم جدًا لأنه نوع شائع.”
وأشاد ويليام جاكسون ، أستاذ الكيمياء الفخري في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، بالعمل لكنه قال إنه من المحتمل أن يكون هناك المزيد من القصة. وأشار إلى أن صورة مذنب مدرجة في الورقة لا تظهر فقط غيبوبة خضراء ولكن أيضًا مسحة طفيفة من اللون الأخضر في الذيل.
قال جاكسون: “أعتقد أن هذا مثال رائع على أهمية إجراء القياسات المختبرية والجمع بين الملاحظات الفلكية ومحاولة فهم ما تراه”.
لكن من المحتمل أن ينتج ضوء الشمس القاذف ثنائي كربون إضافي في ذيول المذنب ويقرع الجزيئات في مجموعة متنوعة من الحالات المثيرة. قال جاكسون: “من السهل جدًا القول أنك لا ترى C2 في الذيل”.
ظهر هذا المقال في الأصل بتنسيق اوقات نيويورك.
