JWST מזהה מולקולה מיוננת שיכולה להיות מעורבת בהופעת החיים - עולם הפיזיקה

בפעם הראשונה, אסטרונומים צפו בחתימה של קטיונים מתיל בדיסק יוצר כוכבי לכת. באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), צוות בראשות אוליבייה ברנה באוניברסיטת טולוז הראה כי קטיוני מתיל - מבשר חשוב לכימיה אורגנית מורכבת - נוצרים בקרינה האולטרה סגולה העזה הנפלטת מכוכבים צעירים מסיביים בקרבת מקום.

בשנות ה-1970 אסטרונומים הציעו לראשונה שמולקולת המתיל קטיון (CH₃⁺) יכול להיות טריגר מפתח לכימיה אורגנית מורכבת בחלל - תהליך שיכול בסופו של דבר להוביל להופעת חיים. עדות של CH₃⁺ בחלל יכול להצביע על נוכחות של מולקולות גדולות יותר - אבל עד כה, שילוב של גורמים גרם לכך ש-CH₃⁺ לא נצפו מחוץ למערכת השמש.

האתגר העיקרי העומד בפני אלו המנסים לצפות ביון הוא כי CH₃⁺ אין לו מומנט דיפול קבוע שהופך אותו לבלתי נראה לרדיו טלסקופים. לחלופין, ניתן לזהות את היון מהקווים הספקטרוסקופיים שהוא מטביע על קרינת אינפרא אדום. עם זאת, אורכי גל אלו נספגים או מפוזרים מאוד באטמוספירה של כדור הארץ, מה שהופך אותם כמעט בלתי אפשריים לצפייה מהקרקע.

גמד אדום צעיר

ממסלולו גבוה מעל כדור הארץ, ה-JWST זיהה כעת את החתימה הספקטרוסקופית הזו במערכת בשם d203-506, שנמצאת במרחק של 1350 שנות אור בערפילית אוריון. המערכת כוללת כוכב ננס אדום צעיר המוקף בדיסק יוצרת כוכבי לכת.

כי CH₃⁺  היה כל כך חמקמק, הצוות של ברנה נאבק לזהות את החתימה, אבל הצוות זיהה אותה בסופו של דבר כזיהוי הראשון אי פעם של CH בין כוכבי₃⁺. "התגלית שלנו התאפשרה רק בגלל שאסטרונומים, מעצבי מודלים וספקטרוסקופים במעבדה איחדו כוחות כדי להבין את התכונות הייחודיות שנצפו על ידי ג'יימס ווב", מסביר חבר הצוות מארי-אלין מרטין-דרומל באוניברסיטת פריז-סקליי.

התוצאה מרתקת במיוחד משום שערפילית אוריון עמוסה בכוכבים צעירים ומסיביים, הרוחצים את d203-506 בקרינה אולטרה סגולה עזה. בהתבסס על חתימות כימיות שנמצאו במטאוריטים, אסטרונומים מאמינים כיום כי מערכות פלנטריות כמו מערכת השמש הופצצו בעבר ברמות דומות של קרינה. ייתכן שקרינה זו מקורה בכוכבים מסיביים, כגון אלו שנוצרו מאותו ענן חומר שיצר את השמש. הכוכבים הענקיים האלה נשרפו לאחר כמה מיליוני שנים בלבד.

קרינה הרסנית

למרות שקרינה אולטרה סגולה עזה הרסנית למולקולות אורגניות מורכבות, התוצאות האחרונות מצביעות על כך שהיא יכולה לספק את האנרגיה הדרושה ליינון מתאן, ולעורר את הייצור של CH₃⁺. ממצא מעניין נוסף היה המחסור במים שזוהה ב-d203-506 - שיכול להיות קשור גם לרמות גבוהות של קרינה אולטרה סגולה.

"זה מראה בבירור שקרינה אולטרה סגולה יכולה לשנות לחלוטין את הכימיה של דיסק פרוטו-פלנטרי", מסביר ברנה. "זה עשוי למעשה למלא תפקיד קריטי בשלבים הכימיים המוקדמים של מקורות החיים בכך שהוא עוזר לייצר CH₃⁺ - משהו שאולי זלזלו בעבר".

תהליך זה יכול לאפשר למולקולות מורכבות יותר להופיע בהמשך, לאחר שהכוכבים המאסיביים נשרפו. בשלב זה היונים עלולים בסופו של דבר להמשיך וליצור חומצות אמינו, נוקלאוטידים ואבני בניין מולקולריים מרכזיים אחרים של החיים.

בסך הכל, התוצאה היא אבן דרך מרכזית בהבנתנו את הכימיה של מערכות כוכבים מתעוררים. "הזיהוי הזה של CH₃⁺ לא רק מאשר את הרגישות המדהימה של [ה-JWST] אלא גם מאשר את החשיבות המרכזית המשוערת של CH₃⁺ בכימיה בין-כוכבית", אומר מרטין-דרומל. בעוד JWST ממשיך בחקירת השמיים, הצוות מקווה שהתוצאה שלהם תהיה רק ​​ההתחלה של גל חדש של תגליות דומות.

המחקר מתואר ב טבע.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/jwst-spots-ionized-molecule-that-could-be-involved-in-the-emergence-of-life/