آب در سحابی شکارچی

سحابی شکارچی یا جبار با گستردگی ۴۰ سال نوری و ۱۵۰۰ سال نوری دور تر از خورشید ما در همان بازوی کهکشان راه شیری که ما هستیم قرار دارد. سجابی شکارچی با چشم غیر مسلح در زیر و سمت چپ کمربند صورت فلکی جبار قابل مشاهده است(M42).

سحابی بزرگ شکارچی(جبار) منطقه گسترده ای است که ستارگان در آن در حال تشکیل می باشند. ستارگان جوان پرجرم و داغ که به دلیل سرعت بالای مصرف سوخت هیدروژنی خود، زندگی کوتاهی دارند، این تابش ستارگان، سرچشمه ی روشن کننده ابرهای گاز و غباری هستند که می بینیم. نور شدید فرابنفش ستارگان، اتم‌های سحابی را برانگیخته می‌کند و باعث فلورسانس آن‌ها می‌شوند که هر عنصر شیمیایی نور را در رنگ‌های ویژه ی طیف خود بازتاب می‌دهد.

در تصویر بالا، از فیلترهای ویژه ای برای جداسازی نور سه عنصر، از  عناصر سحابی جبار استفاده شده و سپس این نوردهی ها برای تشکیل یک ترکیب رنگی ترکیب شدند: قرمز برای گوگرد، سبز برای هیدروژن و آبی برای اکسیژن. در واقعیت، گوگرد و هیدروژن هر دو رنگ قرمز تیره ای از خود ساطع می کنند، در حالی که اکسیژن یک رنگ آبی از خود ساطع می کند. تخصیص رنگ “نقشه برداری شده” در این تصویر، توزیع اتم های پر انرژی در سحابی را نشان می دهد.

تصویر زیر نیز وجود اکسیژن در سحابی شکارچی را نشان می دهد:

مقایسه دو طیف هیدروژن و اکسیژن:

هیدروژن:

اکسیژن:

چگونه آب در کیهان تشکیل می شود؟
مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. هیدروژن در انفجار بزرگ تشکیل شد (چگونگی تشکیل آن به طور کامل در این پی دی اف شرح داده شده است)سپس با تشکیل ستارگان هیدروژن در ستاره هایی مانند خورشید خودمان تبدیل به هلیوم شد و سپس  اکسیژن در هسته ی ستارگان بزرگتر از خورشید مطابق واکنش زیر تشکیل شده است.

تشکیل اکسیژن در ستارگان پر جرم:

اکسیژن از طریق واکنش زیر در ستارگان ساخته می شود:

همچنین اکسیژن از طریق واکنش زیر نیز در ستارگان تشکیل می شود.

اکسیژن پس از هیدروژن و هلیوم فراوان ترین عنصر کیهان هست.

پس از تشکیل هیدروژن در انفجار بزرگ  و اکسیژن در ستارگان، در سحابی ها این دو مولکول با هم ترکیب شدند و آب تولید شد.

اگرچه مولکول های آب در سحابی شکارچی وجود دارند ولی هر روز در این سحابی آب در حال تولید است. سحابی شکارچی بیش از هر چیز از گاز هیدروژن تشکیل شده است. و اتم ها و مولکول های دیگر در این سحابی نسبتاً نادر هستند.

با این حال، این سحابی به قدری بزرگ است(اندازه سحابی شکارچی حدود چهل سال نوری است) که هر روز آب کافی برای پر کردن بیش از ۶۰ برابر اقیانوس های کره زمین کافی است. آب، همراه با هر مولکول دیگری که در این مهدکودک های ستاره ای ایجاد می شود، مواد خام مورد نیاز برای تشکیل منظومه های سیاره ای جدید دیگر را فراهم می کند.

برای درک بزرگی سحابی جبار در نظر بگیرید که خورشید یک میلیون و سیصد هزار بار بزرگ تر از زمین است

و اگر بزرگی خورشید را به اندازه نوک یک خودکار در نظر بگیرید گسترده گی سحابی شکارچه برابر ده مایل یا شانزده کیلومتر می شود.

تشکیل آب در زمین از طریق واکنش انفجاری هیدروژن مولکولی با اکسیژن مولکولی می باشد.

اما به طور کلی در سحابی ها و فضای میان ستاره ای شرایط به گونه ای دیگر می باشد. ویژگی ابرهای مولکولی، دمای بسیار پایین آنهاست که حدود ۱۰ کلوین می باشد. در یک چنین دمایی انرژی لازم برای برخورد موثر ذرات با هم در حدی نیست که واکنش روی دهد. و تنها واکنش های شیمیایی فاز گاز هستند که می توانند در چنین دماهای پایینی انجام شوند، از جمله واکنش های رادیکال-رادیکال، واکنش های یون مولکول در این شرایط انجام می شوند. ابرهای گاز میان ستاره ای نیز بر اساس استاندارد های زمینی چگالی بسیار پایینی دارند که در نتیجه این چگالی پایین احتمال برخورد ذرات با هم که منجر به واکنش شیمیایی شود بسیار پایین است.

در مورد سحابی شکارچی دما در مرکز آن بالاتر از ۱۰۰۰۰ کلوین و در لبه های سحابی کمتر از آن می باشد.

بنابر این تشکیل آب در سحابی جبار بسته به مکان سحابی و دمای آن ممکن است با سرعت های مختلف انجام شود.

سرچشمه:
https://www.nasa.gov/specials/ocean-worlds/

https://ocean.si.edu/ocean-life/earth-day-spawned-sea

مبانی شیمی اتمسفر و اختر شیمی

Let’s End the Debate on Which is Bigger – The Earth or Sun?

https://www.rc-astro.com/photo/id1066.html

https://www.messier-objects.com/messier-42-orion-nebula/

https://www.telescope.com/Constellation-In-Focus-Orion/p/100409.uts

https://www.providencejournal.com/story/lifestyle/2020/01/31/looking-up-betelgeuse-dimmer-but-no-less-awesome/1796948007/

https://www.mpg.de/17702502/carbon-from-a-cosmic-source

https://www.wikidata.org/wiki/Q3490724

https://yuyuproxy.com/news/oxygen-stars?__cpo=aHR0cHM6Ly9wd2ViLmNmYS5oYXJ2YXJkLmVkdQ

Oxygen in the Orion Nebula