A JWST olyan ionizált molekulát fedez fel, amely részt vehet az élet kialakulásában – Physics World

A JWST olyan ionizált molekulát fedez fel, amely részt vehet az élet kialakulásában – Physics World

Időbélyeg: 25. július 2023. 9:05

Metil-kationok a d203-506-ban
Csillagképző régió: a JWST középső infravörös műszerének képe az Orion-köd egy kis régióját mutatja. A kép közepén a d203-506 látható, ahol a csillagászok először figyeltek meg metil-kationokat a d203-506-ban. (Jóvolt: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) és a PDRs4All ERS csapata)

A csillagászok most először figyelték meg a metil-kationok jellegzetességét egy bolygóképző korongon. A James Webb Űrteleszkóp (JWST) segítségével egy csapat vezette Olivier Berné a Toulouse-i Egyetemen kimutatták, hogy a metil-kationok – a bonyolult szerves kémia fontos előfutárai – a közelben lévő hatalmas, fiatal csillagok által kibocsátott intenzív ultraibolya sugárzásban keletkeznek.

Az 1970-es években a csillagászok először javasolták, hogy a metil-kation molekula (CH3+) kulcsfontosságú indítéka lehet a komplex szerves kémiának az űrben – egy folyamatnak, amely végül az élet kialakulásához vezethet. Bizonyíték a CH3+ az űrben nagyobb molekulák jelenlétére utalhat – de eddig a tényezők kombinációja azt jelentette, hogy a CH3+ nem figyelték meg a Naprendszeren kívül.

A fő kihívás, amellyel az iont megfigyelni próbálják, az, hogy a CH3+ nincs állandó dipólusmomentuma, ami láthatatlanná teszi a rádióteleszkópok számára. Alternatív megoldásként az ion azonosítható az infravörös sugárzásra rányomott spektroszkópiai vonalak alapján. Ezeket a hullámhosszakat azonban erősen elnyeli vagy szétszórja a Föld légköre, így gyakorlatilag lehetetlen őket a földről látni.

Fiatal vörös törpe

A JWST a Föld feletti pályájáról a d203-506 nevű rendszerben észlelte ezt a spektroszkópiai jelet, amely 1350 fényévnyire van az Orion-ködben. A rendszer egy fiatal vörös törpecsillagból áll, amelyet bolygóképző korong vesz körül.

Mert CH3+  Annyira megfoghatatlan volt, hogy Berné csapata nehezen tudta azonosítani az aláírást, de végül úgy azonosították, mint a csillagközi CH első észlelését.3+. „Felfedezésünket csak azért tette lehetővé, mert csillagászok, modellezők és laboratóriumi spektroszkópusok egyesítették erőiket, hogy megértsék a James Webb által megfigyelt egyedi jellemzőket” – magyarázza a csapat tagja. Marie-Aline Martin-Drumel a Paris-Saclay Egyetemen.

Az eredmény azért különösen lenyűgöző, mert az Orion-köd tele van fiatal, hatalmas csillagokkal, amelyek intenzív ultraibolya sugárzásban fürdik a d203-506-ot. A meteoritokban talált kémiai jelek alapján a csillagászok ma már széles körben úgy vélik, hogy a Naprendszerhez hasonló bolygórendszereket egykor hasonló szintű sugárzással bombázták. Ez a sugárzás nagy tömegű csillagoktól származhat, például azoktól, amelyek ugyanabból az anyagfelhőből jöttek létre, mint a Nap. Ezek a hatalmas csillagok néhány millió év után kiégtek.

Pusztító sugárzás

Bár az intenzív ultraibolya sugárzás roncsolja az összetett szerves molekulákat, ezek a legújabb eredmények azt sugallják, hogy biztosíthatja a metán ionizálásához szükséges energiát, ami kiváltja a CH termelődését.3+. Egy másik érdekes megállapítás a d203-506-ban kimutatott vízhiány volt – ami szintén összefüggésbe hozható a magas szintű ultraibolya sugárzással.

„Ez egyértelműen azt mutatja, hogy az ultraibolya sugárzás teljesen megváltoztathatja a protobolygók korongjának kémiáját” – magyarázza Berné. „Valójában kritikus szerepet játszhat az élet keletkezésének korai kémiai szakaszában azáltal, hogy segíti a CH előállítását3+ – valami, amit korábban talán alábecsültek.”

Ez a folyamat lehetővé teheti bonyolultabb molekulák megjelenését a későbbiekben, miután a hatalmas csillagok kiégtek. Ezen a ponton az ionok végül aminosavakat, nukleotidokat és az élet más kulcsfontosságú molekuláris építőköveit képezhetik.

Összességében az eredmény kulcsfontosságú mérföldkő a feltörekvő csillagrendszerek kémiájának megértésében. „A CH kimutatása3+ nemcsak a [JWST] hihetetlen érzékenységét igazolja, hanem megerősíti a CH feltételezett központi jelentőségét is3+ a csillagközi kémiában” – mondja Martin-Drumel. Miközben a JWST folytatja az égbolt felfedezését, a csapat azt reméli, hogy az eredmény csak a kezdete lesz a hasonló felfedezések új hullámának.

A kutatás leírása a Természet.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa