في السحب المظلمة والباردة في الفضاء، حيث تولد النجوم، تُغطى حبيبات الغبار بطبقة رقيقة من الجليد. هذا الجليد ليس مجرد ماء متجمد، بل خليط من جزيئات مختلفة: أول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون، والنيتروجين، وغيرها. لفترة طويلة، لم يتمكن علماء الفلك من العثور على أكسيد النيتروز (N2O) في هذا الجليد — وهو "غاز الضحك" الذي يُستخدم في الطب. بحثوا عنه منذ إطلاق مرصد ISO للأشعة تحت الحمراء في عام 1995، لكن دون جدوى.
الآن، أتاح تلسكوب جيمس ويب بأجهزته الحساسة إمكانية النظر بشكل أعمق. أخذ العلماء أطياف 50 نجمًا أوليًا — وهي أجسام بدأت للتو في التوهج. وفي هذه الأطياف، بحثوا عن نطاق الامتصاص المميز لأكسيد النيتروز عند طول موجة يبلغ حوالي 4.45 ميكرومتر. وللتعرف عليه بدقة، قاموا مسبقًا في المختبر بتحضير جليد بنسب مختلفة من N2O وCO2 وCO وN2 وقاسوا كيفية امتصاصه للضوء تحت الأحمر.
النتيجة: لأول مرة، تم اكتشاف أكسيد النيتروز بشكل موثوق في الحالة الصلبة لدى 16 نجمًا أوليًا. علاوة على ذلك، فهو لا يوجد في عمق القشرة الجليدية، بل في طبقتها الخارجية غير القطبية، حيث تكثر أول أكسيد الكربون والنيتروجين. نسبة N2O هناك صغيرة — تتراوح بين 0.2 و2.1 بالمئة مقارنة بأول أكسيد الكربون. هذا مثل العثور على رشة ملح في وعاء سكر: قليل، لكنه مهم.
يساعد هذا الاكتشاف في فهم المواد التي كانت موجودة في "مواد البناء" لدينا قبل تكوين الكواكب. ربما مر جزء من النيتروجين والأكسجين الذي تتكون منه الحياة عبر مرحلة حبيبات الجليد هذه. الآن، لدى علماء الفلك طريقة موثوقة للبحث عن أكسيد النيتروز في السحب الباردة الأخرى وتتبع كيفية تغيره مع ولادة نجوم جديدة.
أكسيد النيتروز في الفضاء هو نفس الغاز الذي يستخدمه أطباء الأسنان لتخفيف الألم، لكنه مجمد في الجليد عند درجة حرارة حوالي -260 درجة مئوية.
في رواية آرثر كلارك "2010: أوديسة الفضاء الثانية"، يوجد على يوروبا محيط تحت الجليد قد تحدث فيه تفاعلات كيميائية غير عادية — تمامًا كما تولد في الأغلفة الجليدية للنجوم الأولية جزيئات مهمة للحياة المستقبلية.