JWST opazi ionizirano molekulo, ki bi lahko bila vpletena v nastanek življenja – Svet fizike

Astronomi so prvič opazili podpis metilnih kationov v disku, ki tvori planet. Z uporabo vesoljskega teleskopa James Webb (JWST), ekipa pod vodstvom Olivier Berné na Univerzi v Toulousu je pokazala, da metilni kationi – pomemben predhodnik kompleksne organske kemije – nastajajo v intenzivnem ultravijoličnem sevanju, ki ga oddajajo ogromne mlade zvezde v bližini.

V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so astronomi prvič predlagali, da bi molekula metilnega kationa (CH₃⁺) bi lahko bil ključni sprožilec kompleksne organske kemije v vesolju – proces, ki bi lahko sčasoma pripeljal do nastanka življenja. Dokazi o CH₃⁺ v vesolju lahko kaže na prisotnost večjih molekul – vendar je doslej kombinacija dejavnikov pomenila, da CH₃⁺ zunaj sončnega sistema niso opazili.

Glavni izziv, s katerim se soočajo tisti, ki poskušajo opazovati ion, je, da CH₃⁺ nima stalnega dipolnega momenta, zaradi česar je neviden za radijske teleskope. Druga možnost je, da ion prepoznamo po spektroskopskih črtah, ki jih vtisne v infrardeče sevanje. Vendar te valovne dolžine Zemljina atmosfera močno absorbira ali razprši, zaradi česar jih praktično ni mogoče videti s tal.

Mladi rdeči pritlikavec

Iz svoje orbite visoko nad Zemljo je JWST zdaj zaznal ta spektroskopski podpis v sistemu, imenovanem d203-506, ki je 1350 svetlobnih let stran v Orionovi meglici. Sistem je sestavljen iz mlade rdeče pritlikave zvezde, ki je obdana z diskom, ki tvori planet.

Ker CH₃⁺  je bil tako nedosegljiv, se je Bernéjeva ekipa trudila identificirati podpis, vendar ga je ekipa nazadnje identificirala kot prvo detekcijo medzvezdnega CH₃⁺. »Naše odkritje je bilo mogoče samo zato, ker so astronomi, modelarji in laboratorijski spektroskopisti združili moči, da bi razumeli edinstvene lastnosti, ki jih je opazil James Webb,« pojasnjuje član ekipe Marie-Aline Martin-Drumel na univerzi Paris-Saclay.

Rezultat je še posebej fascinanten, ker je Orionova meglica polna mladih, masivnih zvezd, ki d203-506 kopajo v intenzivnem ultravijoličnem sevanju. Na podlagi kemičnih podpisov, najdenih v meteoritih, astronomi zdaj na splošno verjamejo, da so bili planetarni sistemi, kot je sončni sistem, nekoč bombardirani s podobnimi ravnmi sevanja. To sevanje je morda izviralo iz masivnih zvezd, kot so tiste, ki so nastale iz istega oblaka materiala, ki je ustvaril Sonce. Te ogromne zvezde so nato zgorele že po nekaj milijonih let.

Destruktivno sevanje

Čeprav je intenzivno ultravijolično sevanje uničujoče za kompleksne organske molekule, ti zadnji rezultati kažejo, da bi lahko zagotovilo energijo, potrebno za ionizacijo metana, kar bi sprožilo proizvodnjo CH₃⁺. Druga zanimiva ugotovitev je bilo pomanjkanje vode, zaznano v d203-506 - kar bi lahko bilo povezano tudi z visokimi ravnmi ultravijoličnega sevanja.

"To jasno kaže, da lahko ultravijolično sevanje popolnoma spremeni kemijo protoplanetarnega diska," pojasnjuje Berné. »Pravzaprav lahko igra ključno vlogo v zgodnjih kemičnih fazah nastanka življenja, tako da pomaga proizvajati CH₃⁺ – nekaj, kar je bilo prej morda podcenjeno.”

Ta proces bi lahko omogočil, da se pozneje, ko masivne zvezde izgorejo, pojavijo bolj zapletene molekule. Na tej točki lahko ioni sčasoma tvorijo aminokisline, nukleotide in druge ključne molekularne gradnike življenja.

Skupaj je rezultat ključni mejnik v našem razumevanju kemije nastajajočih zvezdnih sistemov. »To odkrivanje CH₃⁺ ne le potrjuje neverjetno občutljivost [JWST], ampak tudi potrjuje domnevno osrednji pomen CH₃⁺ v medzvezdni kemiji,« pravi Martin-Drumel. Medtem ko JWST nadaljuje z raziskovanjem neba, ekipa upa, da bo njihov rezultat le začetek novega vala podobnih odkritij.

Raziskava je opisana v Narava.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Avtomobili/EV, Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/jwst-spots-ionized-molecule-that-could-be-involved-in-the-emergence-of-life/