JWST、生命の出現に関与する可能性のあるイオン化分子を発見 – Physics World

JWST、生命の出現に関与する可能性のあるイオン化分子を発見 – Physics World

タイムスタンプ：25年2023月9日午前05時XNUMX分

d203-506 のメチルカチオン
星形成領域: JWST の中赤外線装置からの画像は、オリオン大星雲の小さな領域を示しています。 この画像の中心は d203-506 で、天文学者は d203-506 で初めてメチルカチオンを観察しました。 (提供: ESA/Webb、NASA、CSA、M. Zamani (ESA/Webb)、および PDRs4All ERS ​​チーム)

天文学者らは初めて、惑星形成円盤内にメチルカチオンの痕跡を観察した。 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) を使用したチーム、 オリヴィエ・ベルネ トゥールーズ大学の研究チームは、複雑な有機化学の重要な前駆体であるメチルカチオンが、近くにある巨大な若い星が放出する強力な紫外線で生成されることを示した。

1970 年代に天文学者たちは、メチルカチオン分子 (CH3+）は、宇宙における複雑な有機化学、つまり最終的に生命の出現につながる可能性のあるプロセスの重要な引き金となる可能性があります。 CHの証拠3+ 宇宙では、より大きな分子の存在を示す可能性がありますが、これまでのところ、要因の組み合わせにより、CH は3+ 太陽系外では観測されていなかった。

イオンを観察しようとする人々が直面する主な課題は、CH が3+ 永久双極子モーメントがないため、電波望遠鏡では見えません。 あるいは、イオンは赤外線に刻印される分光線から識別することもできます。 しかし、これらの波長は地球の大気によって大きく吸収または散乱されるため、地上から見ることは事実上不可能です。

若い赤色矮星

JWST は現在、地球上空の軌道から、203 光年離れたオリオン大星雲の d506-1350 と呼ばれる系でこの分光的特徴を検出しました。 この系は、惑星形成円盤に囲まれた若い赤色矮星で構成されています。

CHだから3+  非常にとらえどころのないものであったため、ベルネのチームはその痕跡を特定するのに苦労したが、最終的にチームはそれが史上初の星間CHの検出であると特定した。3+。 「私たちの発見は、天文学者、模型製作者、実験分光学者が力を合わせて、ジェームズ・ウェッブが観察した独特の特徴を理解したからこそ可能になったものです」とチームメンバーは説明する。 マリー＝アライン・マーティン＝ドラメル パリ・サクレー大学にて。

オリオン大星雲には若くて大質量の星が密集しており、d203-506 に強烈な紫外線を浴びているため、この結果は特に魅力的です。 隕石で見つかった化学的痕跡に基づいて、天文学者は現在、太陽系のような惑星系がかつては同様のレベルの放射線にさらされていたと広く信じています。 この放射線は、太陽を作ったのと同じ物質の雲から形成された星などの巨大な星から発生した可能性があります。 これらの巨大な星は、わずか数百万年後に燃え尽きました。

破壊的な放射線

強力な紫外線は複雑な有機分子を破壊しますが、これらの最新の結果は、紫外線がメタンのイオン化に必要なエネルギーを提供し、CH の生成を引き起こす可能性があることを示唆しています。3+。 もう 203 つの興味深い発見は、d506-XNUMX で検出された水分の欠如であり、これも高レベルの紫外線放射に関連している可能性があります。

「これは、紫外線が原始惑星系円盤の化学的性質を完全に変えてしまう可能性があることを明らかに示しています」とベルネ氏は説明する。 「実際、CH の生成を助けることにより、生命の起源の初期化学段階で重要な役割を果たしている可能性があります。3+ – おそらくこれまで過小評価されてきたものです。」

このプロセスにより、大質量星が燃え尽きた後に、より複雑な分子が出現することが可能になる可能性がある。 この時点で、イオンは最終的にアミノ酸、ヌクレオチド、その他の生命の重要な分子構成要素を形成し続ける可能性があります。

総合すると、この結果は、新興星系の化学を理解する上で重要なマイルストーンとなる。 「今回のCH検出は3+ [JWST] の信じられないほどの感度を検証するだけでなく、CH の想定されている中心的な重要性も確認します。3+ 星間化学の分野です」とマーティン・ドラメル氏は言う。 JWST が空の探査を続ける中、研究チームは今回の成果が同様の発見の新たな波の始まりに過ぎないことを期待しています。

研究はで説明されています 自然.

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