منبع نور مادون قرمز اسرارآمیز در کیهان، "باکی‌بال‌ها" هستند!

دکتر سیدعبدالرضا سجادی و همکارانش از آزمایشگاه تحقیقات فضایی دانشگاه هنگ کنگ به تازگی منبع برخی از درخشش‌های مرموز مادون قرمز را که از ستاره‌ها و غبارها و گاز بین‌ستاره‌ای سرچشمه می‌گیرند، ردیابی کردند و دریافتند که باکی‌بال‌ها منبع این تابش‌های اسرارآمیز هستند.

کد خبر: ۴۸۹۴۰۰

تاریخ: ۱۸ مرداد ۱۴۰۱ - ۱۳:۵۴

به گزارش ایران اکونومیست، این باندهای انتشار مادون قرمز ناشناس (UIE) دانشمندان را برای چندین دهه سردرگم کرده بود. بر اساس یک کار نظری جدید، برخی از این نوارها توسط باکمینسترفولرن (buckminsterfullerene) بسیار یونیزه‌شده که بیشتر به‌عنوان باکی‌بال شناخته می‌شود، تولید می‌شود.

"کوئنتین پارکر"، اخترفیزیکدان از آزمایشگاه تحقیقات فضایی دانشگاه هنگ‌کنگ، گفت: بسیار مفتخرم که در تحقیقات پیچیده شیمی کوانتومی انجام شده توسط دکتر سجادی که منجر به این نتایج بسیار هیجان‌انگیز شده است، نقش داشتم. دغدغه ابتدایی آن بود که نشان‌دهنده فولرن (C۶۰) می‌تواند تا سطوح بسیار بالایی از یونیزاسیون سالم باقی بماند، اکنون نتایج این کار نشان می‌دهد که نشانه‌های تابش فروسرخ از چنین گونه‌هایی مطابقت جالبی با برخی از برجسته‌ترین ویژگی‌های انتشار مادون قرمز ناشناس مشاهده شده در کیهان دارد. نتایج به دست آمده باید به تقویت این حوزه تحقیقاتی کمک کند.

باکمینسترفولرن (C۶۰) مولکولی متشکل از ۶۰ اتم کربن است که به شکل یک توپ فوتبال چیده شده‌ است. در روی زمین، می‌توان آن را به طور طبیعی در "دوده"، باقیمانده کربنی که در اثر سوزاندن مواد آلی باقی می‌ماند، یافت.

در فضا نیز این مولکول شناسایی شده است. در سال ۲۰۱۰، در یک سحابی، در سال ۲۰۱۲، در گاز اطراف یک ستاره و در سال ۲۰۱۹، در گاز ضعیفی یافت شد که در فضای خالی بین ستاره‌ها حرکت می‌کند.

دقیقاً مشخص نیست که باکی‌بال‌ها چگونه به آنجا می‌رسند، اگرچه تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که آنها (مانند بسیاری از چیزهای دیگر) توسط ستاره‌های در حال مرگ ساخته شده‌اند. با این حال، از آنجایی که آنها در چنین فضاهایی وجود دارند، دانشمندان شیفته بررسی خواص آنها و آنچه می‌تواند برای این نانومواد در کیهان رخ دهد، شده‌اند.

پیش از این، پارکر و همکارش سیدعبدالرضا سجادی اخترفیزیکدان از آزمایشگاه تحقیقات فضایی، نشان داده بودند که باکی‌بال‌ها می‌توانند در شرایط سخت فضا را تحمل کنند. آنها می‌توانند به شدت یونیزه شوند. تا ۲۶ الکترون را می‌توان از باکی‌بال قبل از فروپاشی این ساختارها حذف کرد.

چیزی که آن تحقیق پوشش نداد، تغییراتی بود که سطح یونیزاسیون روی نور ساطع‌شده توسط باکی‌بال‌ها ایجاد می‌کرد. سجادی، پارکر و همکارانشان چیه هائو هسیا و یونگ ژانگ، شروع به تحقیق کردند.

آن‌ها یک‌سری محاسبات شیمیایی کوانتومی برای تعیین طول موج‌هایی که ممکن است این مولکول‌ها در آن دیده شوند، انجام دادند. سپس یافته‌های خود را با مشاهدات فروسرخ ۶ جرم از جمله ستاره‌ها و سحابی‌ها مقایسه کردند. به گفته محققان، نتایج جالب توجه است.

به نقل از ستاد نانو، این تیم دریافت که باکی‌بال‌های یونیزه‌شده احتمالاً نور مادون قرمز میانی را در برخی از طول‌موج‌های کلیدی مرتبط با UIE – در ۱۱٫۲۱، ۱۶٫۴۰ و ۲۰-۲۱ میکرومتر ساطع می‌کنند.

حتی مهم‌تر این که، با حذف یک تا ۶ الکترون از این نانومواد، انتشار باکی‌بال‌ها را می‌توان به راحتی از انتشار مادون قرمز نوع دیگری از مولکول کربن، هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای یا PAH که با نوار ۶٫۲ میکرومتری مرتبط هستند، تفکیک کرد.

دکتر سجادی گفت: «در اولین مقاله خود به صورت تئوری نشان دادیم که فولرن‌های بسیار یونیزه شده می‌توانند وجود داشته باشند و در محیط خشن و آشفته فضا زنده بمانند. مثل این است که بپرسیم چقدر هوا را می‌توانید از یک توپ فوتبال خارج کنید و توپ همچنان شکل خود را حفظ کند.»