كشف حُمَض الكبريت الحلقوي في الفضاء

حلقات الكبريت في الضباب الكوني

عندما نتخيل مكوّنات الحياة وهي تنجرف عبر الفضاء، نميل إلى تصور جزيئات بسيطة مثل الماء أو ثاني أكسيد الكربون. لكن الحياة على الأرض تعتمد أيضاً على الكبريت، العنصر ذا الرائحة النفاذة الموجود في البروتينات والفيتامينات والعديد من المواد الكيميائية الصناعية. تكشف هذه الدراسة أن جزيئات حلقية معقدة نسبياً تحمل الكبريت تتكوّن بالفعل في السحب المظلمة قرب مركز مجرتنا، ملمِّحة إلى أن بعض لبنات البناء الكيميائية الأكثر تطوراً للحياة قد تبدأ رحلتها قبل تشكّل الكواكب بكثير.

لماذا يهم وجود الكبريت في الفضاء للحياة

على الأرض، يتغلغل الكبريت في الآلات البيولوجية الأساسية، من الأحماض الأمينية التي تكوّن البروتينات إلى المساعدات الأيضية الحيوية. وتحوي النيازك وعيّنات المذنبات أيضاً تنوعاً غنياً من المركبات العضوية الحاملة للكبريت، بما في ذلك هياكل حلقيّة. ومع ذلك، عندما يُمسح الفضاء بين النجوم تلسكوبياً، يرى العلماء عادةً جزيئات كبريتية صغيرة فقط، أقل بكثير مما يتوقع من الوفرة الكلية للكبريت في الكون. يشير هذا التباين الطويل الأمد إلى أن جزءاً كبيراً من الكبريت قد يختبئ بأشكال يصعب رصدها، وفهم مكان تواجده أمر حاسم لتتبع كيف تنتقل الكيمياء الصالحة للحياة من السحب بين النجمية إلى الكواكب الفتية.

رصد حلقة كبريتية جديدة في سحابة مجرية

ركز المؤلفون على سحابة جزيئية عملاقة تُدعى G+0.693، موضوعة داخل مركب القوس B2 قرب مركز درب التبانة. هذه السحابة كنز من الجزيئات العضوية المعقدة وتتقلب دوماً بفعل تصادمات بطيئة بين السحب وقصف جزيئات طاقوية. من خلال دمج ملاحظات فائقة الحساسية من اثنين من التلسكوبات الراديوية الكبرى في إسبانيا، مرّوا عبر نطاق واسع من الترددات الراديوية بحثاً عن بصمات طيفية ضعيفة لجزيئات لم تُرَ من قبل. يبلّغون عن الكشف الواضح لحلقة تحتوي 13 ذرة وتضم الكبريت، 2,5-سايكلوهكسادين-1-ثيون، قرينة كيميائية قريبة لمركب أبسط معروف في النيازك يُسمى ثيوفينول. هذا الجزيء هو الآن أكبر مركب حاوي كبريت تمّ تحديده في الغاز بين النجوم وأول مثال مُؤَكد لجزيء هيدروكربوني حلقي حامل للكبريت في الفضاء.

من الشرارات المختبرية إلى البصمات الكونية

لا يمكن العثور على مثل هذا الجزيء المحدد في السماء إلا إذا كانت بصمته الراديوية معروفة مسبقاً. للحصول على تلك البصمة، أنتج الفريق أولاً 2,5-سايكلوهكسادين-1-ثيون في المختبر. مرّروا غاز الثيوفينول عبر تفريغ كهربائي في نفاثة فوق صوتية وقيَسوا الجزيئات الناتجة بمطياف ميكروويف عالي الدقّة. برّدت هذه التجهيزات المنتجات إلى بضع درجات فوق الصفر المطلق، مقلّدةً بذلك ظروف بين النجمية وما مكّن من تسجيل خطوط دورانية حادة للغاية. ثم تم تركيب عشرات من هذه الخطوط بنماذج كمية-كيميائية لاستخراج ثوابت الدوران للجزيء والتنبؤ بترددات انبعاثه بدقة كيلو هرتزية. مسلحين بهذا الفهرس، استطاع الفلكيون مطابقة عشرات الخطوط غير المزدوجة في مسح G+0.693، مستبعدين الالتباس مع أكثر من 140 جزيئاً معلوماً آخر في السحابة.

دلالات حول كيفية بناء حلقات الكبريت

كشف الجزيء هو الخطوة الأولى فحسب؛ أما التحدي التالي فتكمن في فهم كيف يتكوّن. تعني كثافة السحابة المعتدلة ودرجة الحرارة المنخفضة للإثارة أن الانتقالات ذات الطاقة المنخفضة فقط هي المرئية، لكن هذه الانتقالات تكشف مع ذلك أن 2,5-سايكلوهكسادين-1-ثيون، رغم ندرة وجوده، موجود بثبات. يقارن المؤلفون بينه وبين أشقائه البنيويين—مُشَكِّل حلقي آخر والثيوفينول نفسه—التي لا تُرى بوضوح. ويجادلون بأن النوع المكتشف حديثاً مفضل لأنه يمتلك قطبية كهربائية أقوى، مما يسهل اكتشافه، لكنه قد يُنتَج أيضاً بكفاءة أعلى. استناداً إلى تجارب ونماذج من كيمياء الكربون ذات الصلة، يقترحون أن تفاعلات على أسطح الجسيمات الجليدية للغبار، تحركها الأشعة الكونية ثم تُطلَق بفعل صدمات لطيفة، قد تجمع سلاسل صغيرة من الكربون والكبريت لتكوّن حلقات أكبر. ومع ذلك، لم تُدرس بعد مسارات مختبرية أو نظرية مفصّلة، مما يترك الوصفة الدقيقة سؤالاً مفتوحاً.

ماذا يعني هذا للغز الكبريت المفقود

على الرغم من أن هذه الحلقة الكبريتية الجديدة تشكّل شريحة صغيرة فقط من ميزانية الكبريت في G+0.693، فإن اكتشافها من المرجح أن يكون دلالة على أن العديد من الجزيئات ذات الصلة تنتظر أن تُكتشف. تماماً كما فتح الكشف الأول عن حلقة عطرية بسيطة مع مجموعة سيانيد الباب أمام وجود مجموعة كاملة من الحلقات الكربونية المعقدة في الفضاء، قد تكون 2,5-سايكلوهكسادين-1-ثيون السلف لعائلة من الحلقات الغنية بالكبريت والمركبات متعددة الحلقات الأكبر. من المحتمل أن هذه الأنواع لا تحل المشكلة بأكملها المتمثلة في «الكبريت المفقود» في السحب الكثيفة، لكنها توفر صلة ملموسة بين كيمياء الغاز بين النجوم والعضويات الثقيلة بالكبريت التي تُرى في النيازك ومواد المذنبات. بهذه الطريقة، يساعد العمل على ملء خطوة إضافية في السلسلة التي تربط الفراغات الباردة والمتناثرة بين النجوم بالأسطح الدافئة الحية للكواكب.

الاستشهاد: Araki, M., Sanz-Novo, M., Endres, C.P. et al. A detection of sulfur-bearing cyclic hydrocarbons in space. Nat Astron 10, 401–409 (2026). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02749-7

الكلمات المفتاحية: جزيئات بين نجمية, كيمياء الكبريت, علم الحياة الفلكي, سُحب جزيئية, عضويات قبل حيوية