Міжнародна група астрономів за допомогою космічного телескопа "Джеймс Вебб" оголосила про виявлення різноманітних льодів у найтемніших областях холодної молекулярної хмари, з виміряних на сьогодні. Цей результат дає змогу астрономам вивчити прості льодяні молекули, що входитимуть до складу майбутніх екзопланет, водночас відкриваючи нове вікно в походження складніших молекул, які є першим кроком у створенні будівельних блоків життя.
Як розповідають в НАСА, якщо ви хочете побудувати придатну для життя планету, льоди є життєво важливим інгредієнтом, оскільки вони є основним джерелом кількох ключових елементів — вуглецю, водню, кисню, азоту та сірки (позначаються тут як CHONS). Ці елементи є важливими складовими як планетарних атмосфер, так і молекул, таких як цукри, спирти й прості амінокислоти.
Міжнародна група астрономів за допомогою космічного телескопа "Джеймс Вебб" отримала докладний перелік найглибших і найхолодніших льодів, виміряних на сьогодні у молекулярній хмарі. Крім простих льодів, таких як вода, команда змогла ідентифікувати заморожені форми широкого спектра молекул, від карбонілсульфіду, аміаку й метану до найпростішої складної органічної молекули — метанолу. (Дослідники вважали органічні молекули складними, якщо в них шість або більше атомів).
Це найповніший на сьогоднішній день перепис крижаних інгредієнтів, доступних для створення майбутніх поколінь зірок і планет, до того, як вони нагріються під час формування молодих зірок.
“Наші результати дають уявлення про початкову, темну хімічну стадію формування льоду на зернах міжзоряного пилу, які виростуть у сантиметрові камінчики, з яких формуються планети в дисках”, - сказала Мелісса МакКлюр, астроном з Лейденської обсерваторії в Нідерландах, головний дослідник програми спостережень та провідний автор статті, що описує цей результат. “Ці спостереження відкривають нове вікно в шляху утворення простих і складних молекул, необхідних для створення будівельних блоків життя”.
На додаток до ідентифікованих молекул, команда виявила докази існування молекул складніших, ніж метанол, і, хоча вони не змогли остаточно віднести ці сигнали до конкретних молекул, це вперше доводить, що складні молекули утворюються в крижаних глибинах молекулярних хмар до народження зірок.
“Наша ідентифікація складних органічних молекул, таких як метанол і, можливо, етанол, також припускає, що багато зоряних і планетарних систем, що розвиваються в цій конкретній хмарі, успадкують молекули в досить розвиненому хімічному стані”, - додав Уїлл Роча, астроном з Лейденської обсерваторії, який зробив внесок у це відкриття. “Це може означати, що наявність попередників пребіотичних молекул у планетарних системах є звичайним результатом формування зірок, а не унікальною особливістю нашої Сонячної системи”.
Виявивши сірковмісний крижаний карбонілсульфід, що містить сірку, дослідники вперше змогли оцінити кількість сірки, що міститься в крижаних дозоряних пилових зернах. Хоча виміряна кількість більша, ніж спостерігалася раніше, вона все ж менша за загальну кількість, яка, як очікується, має бути присутня в цій хмарі, виходячи з її щільності.
Це справедливо й для інших елементів CHONS. Основне завдання астрономів — зрозуміти, де ховаються ці елементи: у льоду, сажеподібних матеріалах або гірських породах. Кількість CHONS у кожному типі матеріалу визначає, скільки цих елементів опиниться в атмосферах екзопланет, а скільки - в їхніх нутрощах.
“Той факт, що ми не побачили всі CHONS, які ми очікували, може вказувати на те, що вони замкнені в більш кам'янистих або сажових матеріалах, які ми не можемо виміряти”, - пояснив МакКлюр. “Це могло б забезпечити більшу різноманітність в основному складі земних планет”.
Хімічна характеристика льоду була отримана шляхом вивчення того, як зоряне світло з-за меж молекулярної хмари поглинається молекулами льоду всередині хмари в певних інфрачервоних діапазонах хвиль, видимих Веббом.
Цей процес залишає після себе хімічні відбитки, відомі як лінії поглинання, які можна порівняти з лабораторними даними, щоб визначити, які льоди присутні в молекулярній хмарі. У цьому дослідженні команда вибрала льоди, розташовані в особливо холодній, щільній і важковивчуваній ділянці молекулярної хмари Chamaeleon I - ділянці, розташованій приблизно в 500 світлових роках від Землі, в якій наразі формуються десятки молодих зірок.
“Ми просто не змогли б спостерігати ці льоди без "Вебба"”, - сказав Клаус Понтоппідан, науковий співробітник проєкту "Вебб" у Науковому інституті космічного телескопа в Балтіморі, штат Мериленд, який брав участь у цьому дослідженні. “Льоди виглядають як провали на тлі фонового зоряного світла. У таких холодних і щільних регіонах більша частина світла від фонової зірки блокується, тому для виявлення світла зірки та ідентифікації льоду в молекулярній хмарі потрібна була висока чутливість "Вебба"”.
Це дослідження є частиною проєкту "Льодовиковий період", однієї з 13 наукових програм "Вебба". Ці спостереження покликані продемонструвати спостережні можливості "Вебба" і дозволити астрономічній спільноті дізнатися, як отримати максимальну віддачу від його інструментів. Команда "Льодовикового періоду" вже планує подальші спостереження і сподівається простежити шлях льоду від його утворення до утворення крижаних комет.
“Це лише перший із серії спектральних знімків, які ми отримаємо, щоб простежити еволюцію льоду від його початкового синтезу до утворення комет у протопланетних дисках”, - підсумував МакКлюр. “Це підкаже нам, яка суміш льоду - і, отже, які елементи - може бути в кінцевому підсумку доставлена на поверхні земних екзопланет або включена в атмосфери гігантських газових або крижаних планет”.
Ці результати були опубліковані в журналі Nature Astronomy.
Коментарі
Дописати коментар