مفتاح عملية النمذجة الفلكية التي يحاول العلماء من خلالها فهم كوننا ، هو معرفة شاملة بالقيم التي تشكل هذه النماذج. يبدو هذا بشكل عام افتراضًا جيدًا لأن النماذج غالبًا ما تنتج صورًا دقيقة في الغالب لكوننا. ولكن للتأكد فقط ، يحب علماء الفلك التأكد من أن هذه الثوابت لم تتغير عبر المكان أو الزمان. ولكن التأكد من ذلك يمثل تحديًا صعبًا. لحسن الحظ ، أشارت ورقة حديثة إلى أننا قد نكون قادرين على استكشاف الكتل الأساسية للبروتونات والإلكترونات (أو على الأقل نسبتها) من خلال النظر إلى جزيء الميثانول الشائع نسبيًا.
يعتمد التقرير الجديد على الأطياف المعقدة لجزيء الميثان. في الذرات البسيطة ، يتم إنشاء الفوتونات من التحولات بين المدارات الذرية حيث لا توجد طريقة أخرى لتخزين وترجمة الطاقة. ولكن مع الجزيئات ، يمكن للروابط الكيميائية بين الذرات المكونة تخزين الطاقة في أوضاع اهتزازية بنفس الطريقة التي يمكن أن تهتز بها الكتل المتصلة بالينابيع. بالإضافة إلى ذلك ، تفتقر الجزيئات إلى التناظر الشعاعي ويمكنها تخزين الطاقة بالتناوب. لهذا السبب ، تُظهر أطياف النجوم الباردة خطوط امتصاص أكثر بكثير من الخطوط الساخنة حيث تسمح درجات الحرارة الباردة ببدء تكوين الجزيئات.
توجد العديد من هذه الميزات الطيفية في جزء الموجات الدقيقة من الأطياف وبعضها يعتمد بشكل كبير على التأثيرات الميكانيكية الكمومية التي تعتمد بدورها على الكتل الدقيقة للبروتون والإلكترون. إذا تغيرت هذه الكتل ، فإن موقع بعض الخطوط الطيفية سيتغير أيضًا. بمقارنة هذه الاختلافات بمواقفهم المتوقعة ، يمكن للفلكيين اكتساب رؤى قيمة حول كيفية تغير هذه القيم الأساسية.
تتمثل الصعوبة الأساسية في الميثانول (CH3OH) نادر لأن كوننا يحتوي على 98٪ من الهيدروجين والهيليوم. يتكون 2 ٪ الأخير من كل عنصر آخر (مع وجود الأكسجين والكربون التالي الأكثر شيوعًا). وهكذا ، يتكون الميثانول من ثلاثة من العناصر الأربعة الأكثر شيوعًا ، ولكن يجب أن يجدوا بعضهم البعض ، لتشكيل الجزيء المعني. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون موجودة أيضًا في نطاق درجة الحرارة المناسب ؛ شديد الحرارة والجزيء متكسر ؛ شديد البرودة ولا توجد طاقة كافية لإحداث انبعاث لنا لاكتشافه. بسبب ندرة الجزيئات مع هذه الظروف ، قد تتوقع أن العثور على ما يكفي منها ، خاصة عبر المجرة أو الكون ، سيكون أمرًا صعبًا.
لحسن الحظ ، الميثانول هو واحد من الجزيئات القليلة التي تميل إلى إنشاء ماسرات فلكية. Masers هي مكافئ الليزر في الميكروويف حيث يمكن أن يتسبب إدخال صغير للضوء في حدوث تأثير متتالي حيث يحفز الجزيئات التي تضربها على إطلاق الضوء أيضًا بترددات محددة. هذا يمكن أن يعزز بشكل كبير سطوع سحابة تحتوي على الميثانول ، مما يزيد من المسافة التي يمكن اكتشافها بسهولة.
من خلال دراسة آلات تصنيع الميثانول داخل مجرة درب التبانة باستخدام هذه التقنية ، وجد المؤلفون أنه إذا تغيرت نسبة كتلة الإلكترون إلى كتلة البروتون ، فإنها تتغير بأقل من ثلاثة أجزاء في مائة مليون. وقد أجريت دراسات مماثلة أيضًا باستخدام الأمونيا كجزيء التتبع (الذي يمكن أن يشكل الماسرات أيضًا) وقد توصلت إلى استنتاجات مماثلة.
