شرح عکس: دنبالهدار شوازمن واخمن3 در نزدیکی سحابی سیارهنمای حلقه

سال‌ها است دانشمندان درشگفتند که چرا در دنباله‌دارها و شهاب‌سنگ‌ها، نشانی از نیتروژن مولکولی دیده نمی‌شود. مدل‌های موجود پیش‌بینی می‌کنند که دنباله‌دارها در مرزهای دوردست، تاریک و سرد منظومه شمسی تشکیل می‌شوند، جایی که آخرین فرآیندهای شیمیایی منظومه را در طول دوران تکوین خورشید و سیارات ثبت کرده است. به همین دلیل، سیاره‌شناسان دنباله‌دارها را به چشم فسیل‌هایی بسیار پیر می‌نگرند که سوابق ابر اولیه‌ای را که در چهار میلیارد و ششصد میلیون سال پیش با رمبش خود، منظومه شمسی را خلق کرد، تمام و کمال حفظ کرده‌اند. مدل‌های فعلی پیش‌بینی می‌کنند که در این ابر اولیه، گاز نیتروژن به شکل مولکولی وجود داشته است و بالتبع، دنباله‌دارها به عنوان وارثان آن ابر اولیه باید نشانه‌هایی از نیتروژن مولکولی در خود داشته باشند.

اما سباستین مارت، دانشجوی دوره دکتری اخترفیزیک و ادوین برگین، استاد اخترشناسی دانشگاه میشیگان در بررسی‌های جدید خود نشان داده‌اند چنین انتظاری درست نیست. به عقیده آنها، دنباله‌دارها از این‌رو فاقد نیتروژن مولکولی هستند که در اصل، این گاز در ابر اولیه‌ای که انبوهی از ذرات کوچکش دنباله‌دار را تشکیل می‌دهند، وجود ندارد. این دو پژوهشگر می‌گویند که ابرهای اولیه دارای نیتروژن اتمی هستند، نه نیتروژن مولکولی. مقاله این دو نفر و همکارانشان در مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیث‌سونیان که در نشریه نیچر منتشر شده، موجی از شگفتی را در جوامع علمی به دنبال داشته است.

یکی از هیجان‌انگیزترین نتایج وجود نیتروژن اتمی را می‌توان در دنباله‌دارهایی جستجو کرد که میلیون‌ها سال پیش به زمین برخورد کردند. محاسبات نشان می‌دهد که مولکول‌های حامل نیتروژن اتمی می‌توانسته‌اند نوعی جهش پیش‌حیاتی را ایجاد کنند تا مولکول‌های پیچیده‌ای به‌ وجود آیند و در نهایت، حیات روی زمین را به‌وجود آورد.

برگین می‌گوید: در بسیاری از مولکول‌های حیاتی ساده و پیچیده نیتروژن وجود دارد و از آن مهم‌تر، این که به‌وجود آوردن چنین مولکول‌های پیچیده‌ای از نیتروژن اتمی بسیار آسان‌تر و سریع‌تر از نیتروژن مولکولی است. تمام واحد‌های سازنده دی‌ان‌ای، اسیدهای آمینه و بسیاری مواد دیگر در ساختار شیمیایی خود از واحدهای نیتروژن استفاده می‌کنند. وجود نیتروژن در ساده‌ترین شکل شیمیایی، یعنی نیتروژن اتمی، فرآیندهای شیمیایی را فعال‌تر می‌کند و احتمال تشکیل مولکول‌های پیش‌حیاتی پیچیده‌تر را افزایش می‌دهد.