منشا رازآلود زنون زمین کشف شد

منشا بخشی از زنون روی کره ی زمین کشف شده است: مرزهای فرازمینی!

گاز نجیب و مبهم زنون دهه‌هاست که دانشمندان را با معمای خود مشغول کرده است. معماهایی چون نحوه‌ی رسیدن آن به زمین و ناپدید شدنش از آن زمان. ژئوشیمیست‌ها دریافتند که بخشی از زنون موجود در اتمسفر، از همان جا نشات نگرفته است.

نتایج جدید کاوش‌های فضاپیمای روزتا مشخص کرده است که تقریبا یک چهارم زنون موجود در اتمسفر، از ستاره‌های دنباله‌دار نشات گرفته است.

یافته‌های جدید علاوه بر حل معمای منشا این گاز کمیاب، می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا ساز و کار ورود دیگر مواد مانند آب توسط ستاره‌های دنباله‌دار به سیاره‌مان را بفهمند.

برنارد مارتی، نویسنده‌ی اصلی مقاله و ژئوشیمی‌‌دان دانشگاه لوراین فرانسه می‌گوید:

ترکیبات ایزوتوپی زنون با ترکیبات اتمسفری کهن زمین مطابقت دارد. اتمسفر کنونی زمین ۲۲ درصد زنون از ستاره‌های دنباله‌دار دارد.

زنون مانند هلیوم و آرگون، گازی نجیب، بی‌بو، بی‌رنگ و از نظر شیمیایی غیر فعال است؛ اما برخی از ترکیبات آن می‌توانند انفجاری باشند. زنون در اتمسفر زمین، گازی کمیاب بوده و غلظت آن حدود یک قسمت در ۲ میلیون اندازه گیری شده است.

زنون گازی کمیاب است؛ اما شما مداوما با آن در فرم‌هایی مانند چراغ اتومبیل‌ها، پروژکتورهای دیجیتال و تلویزیون‌های پلاسمایی سر و کار دارید. زنون سنگین‌ترین گاز نجیب پایدار بوده و در حدود 4 برابر سنگین‌تر از هوا است. زنون ۹ ایزوتوپ پایدار دارد که می‌توانند به عنوان وزنه‌هایی برای بیان داستان شکل گیری منظومه شمسی استفاده شوند.

نکته‌ی عجیب در مورد زنون آن است که در مقایسه با دیگر گازهای نجیب هم خانواده‌اش، آن طور که انتظار می‌رود رفتار نمی‌کند. به عنوان مثال، در حدود ۹۰ درصد زنونی که انتظار می‌رود در اتمسفر زمین باشد، گم شده است. استدلال‌هایی در مورد مکان اختفای زنون گمشده مطرح شده است. مثلا برخی عقیده دارند که زنون مورد نظر در هسته‌ی زمین قرار گرفته است.

این معما به همین جا ختم نمی‌شود. دانشمندان برای دهه‌هاست که در تلاشند دریابند زنون موجود در اتمسفر چه خواستگاهی دارد. مشکل اینجاست که مدل‌های کنونی پیشنهاد می‌دهند که حداقل بخشی از زنون روی زمین باید از منبعی ناشناخته آمده باشد. این منبع تاکنون شناسایی نشده بود.

فضاپیمای روزتا نخستین بار برای بررسی ستاره دنباله‌دار 67P-چریاموف-گراسیمنکو در سال ۲۰۰۴ در فضا قرار گرفت. به عنوان بخشی از ماموریتش، روزتا به دور ستاره دنباله‌دار می‌چرخد تا در مورد ایزوتوپ زنون که در یخ گیر افتاده است اطلاعات بیشتری جمع کند و در مورد منشا زنون اتمسفری زمین اطلاعات بیشتری کسب کند.

مارتی و تیم او، اطلاعات طیفی‌ای که روزتا جمع‌آوری کرده بود را تحلیل کرده ودریافتند که زنون موجود در یخ ستاره دنباله‌دار پیش از تولد منظومه شمسی در آنجا وجود داشته است.

علاوه بر این، ایزوتوپ زنون ستاره دنباله‌دار با زنون موجود در اتمسفر همخوانی داشت. این تیم در مقاله‌ی خود نوشته‌اند:

گازهای نجیب ستاره‌های دنباله‌دار در یخ متمرکز هستند. منشا پیش خورشیدی زنون این مفهوم را می‌رساند که یخ ستاره دنباله‌دار هم پیش خورشیدی است.

این گروه پژوهشی، دیگر راه‌هایی را این ایزوتوپ خاص زنون به زمین رسیده است، توضیح می‌دهد. آن‌ها بررسی کردند که زنون منحصر به فردی که در  67P-چریاموف-گراسیمنکو پیدا شده است می‌تواند منشا دیگری مانند ذوب یخ ستاره دنباله‌دار یا تعامل با بادهای خورشیدی داشته باشد.

اما نتیجه‌ها فاش کردند که ایزوتوپ زنون موجود در ستاره دنباله‌دار با زنون پیدا شده در منظومه شمسی متفاوت است. بنابراین زنون ستاره دنباله‌دار خیلی کهن‌تر است.

مارتی با رد دیگر توضیح‌ها، کاملا مطمئن است که بخشی از زنون زمین از ستاره‌های دنباله‌دار آمده است. گروه در مقاله‌ی خود نوشته اند:

ترکیب ایزوتوپی زنون 67P-چریاموف-گراسیمنکو مدرکی قاطع از حضور ستاره‌های دنباله‌دار در جو زمینی است.

حال که به پاسخی برای زنون زمین رسیده‌ایم؛ این سوال مطرح می‌شود که ستاره‌های دنباله‌دار چه چیزهای دیگری را به سیاره‌ی ما آورده اند.

پژوهش این گروه تحقیقاتی در مجله ساینس منتشر شده است.