JWST melihat molekul terionisasi yang mungkin terlibat dalam kemunculan kehidupan – Dunia Fisika

JWST melihat molekul terionisasi yang mungkin terlibat dalam kemunculan kehidupan – Dunia Fisika

Kation metil di d203-506
Wilayah pembentuk bintang: gambar dari Instrumen Inframerah Tengah JWST menunjukkan wilayah kecil Nebula Orion. Di tengah gambar ini adalah d203-506, tempat para astronom mengamati kation metil untuk pertama kalinya pada d203-506. (Sumber: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), dan Tim PDRs4All ERS)

Untuk pertama kalinya, para astronom mengamati tanda kation metil dalam piringan pembentuk planet. Menggunakan James Webb Space Telescope (JWST), tim yang dipimpin oleh Olivier Berne di University of Toulouse telah menunjukkan bahwa kation metil – prekursor penting untuk kimia organik kompleks – terbentuk dalam radiasi ultraviolet intens yang dipancarkan oleh bintang muda masif di dekatnya.

Pada tahun 1970-an para astronom pertama kali mengusulkan bahwa molekul kation metil (CH3+) dapat menjadi pemicu utama kimia organik kompleks di luar angkasa – sebuah proses yang pada akhirnya dapat mengarah pada munculnya kehidupan. Bukti CH3+ di ruang angkasa dapat menunjukkan adanya molekul yang lebih besar – tetapi sejauh ini, kombinasi faktor berarti bahwa CH3+ belum diamati di luar tata surya.

Tantangan utama yang dihadapi mereka yang mencoba mengamati ion adalah CH3+ tidak memiliki momen dipol permanen yang membuatnya tidak terlihat oleh teleskop radio. Sebagai alternatif, ion dapat diidentifikasi dari garis spektroskopi yang dicetaknya pada radiasi infra merah. Namun, panjang gelombang ini sangat diserap atau dihamburkan oleh atmosfer bumi, membuatnya hampir mustahil untuk dilihat dari permukaan tanah.

Katai merah muda

Dari orbitnya jauh di atas Bumi, JWST kini telah mendeteksi tanda spektroskopi ini dalam sistem yang disebut d203-506, yang berjarak 1350 tahun cahaya di nebula Orion. Sistem ini terdiri dari bintang kerdil merah muda yang dikelilingi oleh piringan pembentuk planet.

Karena CH3+  begitu sulit dipahami, tim Berné berjuang untuk mengidentifikasi tanda tangannya, tetapi tim tersebut akhirnya mengidentifikasinya sebagai deteksi CH antarbintang yang pertama.3+. “Penemuan kami hanya dimungkinkan karena para astronom, pembuat model, dan ahli spektroskopi laboratorium bergabung untuk memahami fitur unik yang diamati oleh James Webb,” jelas anggota tim Marie-Aline Martin-Drumel di Universitas Paris-Saclay.

Hasilnya sangat menarik karena nebula Orion penuh dengan bintang-bintang muda yang masif, yang bermandikan d203-506 dalam radiasi ultraviolet yang intens. Berdasarkan tanda kimiawi yang ditemukan di meteorit, para astronom sekarang secara luas percaya bahwa sistem planet seperti tata surya pernah dibombardir dengan tingkat radiasi yang serupa. Radiasi ini mungkin berasal dari bintang masif, seperti yang terbentuk dari awan materi yang sama yang menciptakan Matahari. Bintang-bintang besar ini kemudian terbakar hanya dalam beberapa juta tahun.

Radiasi yang merusak

Meskipun radiasi ultraviolet yang intens merusak molekul organik kompleks, hasil terbaru ini menunjukkan bahwa radiasi ini dapat memberikan energi yang dibutuhkan untuk mengionisasi metana, memicu produksi CHXNUMX.3+. Temuan menarik lainnya adalah kurangnya air yang terdeteksi di d203-506 – yang juga dapat dikaitkan dengan tingginya tingkat radiasi ultraviolet.

“Ini dengan jelas menunjukkan bahwa radiasi ultraviolet dapat sepenuhnya mengubah kimia cakram protoplanet,” jelas Berné. “Ini mungkin benar-benar memainkan peran penting dalam tahap kimia awal asal usul kehidupan dengan membantu menghasilkan CH3+ – sesuatu yang mungkin sebelumnya diremehkan.”

Proses ini memungkinkan molekul yang lebih kompleks muncul di kemudian hari, setelah bintang masif habis terbakar. Pada titik ini, ion akhirnya dapat membentuk asam amino, nukleotida, dan bahan penyusun molekul penting lainnya untuk kehidupan.

Secara keseluruhan, hasilnya adalah tonggak penting dalam pemahaman kita tentang kimia sistem bintang yang muncul. “Deteksi CH ini3+ tidak hanya memvalidasi sensitivitas luar biasa dari [the JWST] tetapi juga menegaskan kepentingan pusat CH yang didalilkan3+ dalam kimia antarbintang,” kata Martin-Drumel. Saat JWST melanjutkan penjelajahannya di langit, tim berharap hasil mereka hanyalah awal dari gelombang baru penemuan serupa.

Penelitian tersebut dijelaskan dalam Alam.

Stempel Waktu:

Lebih dari Dunia Fisika