JWST upptäcker joniserad molekyl som kan vara involverad i livets uppkomst – Physics World

För första gången har astronomer observerat signaturen av metylkatjoner i en planetbildande skiva. Med hjälp av James Webb Space Telescope (JWST), ett team ledd av Olivier Berné vid universitetet i Toulouse har visat att metylkatjoner – en viktig föregångare till komplex organisk kemi – bildas i den intensiva ultravioletta strålningen som sänds ut av massiva unga stjärnor i närheten.

På 1970-talet föreslog astronomer först att metylkatjonmolekylen (CH₃⁺) kan vara en nyckelutlösare för komplex organisk kemi i rymden – en process som så småningom kan leda till uppkomsten av liv. Bevis för CH₃⁺ i rymden kan peka på närvaron av större molekyler – men hittills har en kombination av faktorer inneburit att CH₃⁺ hade inte observerats utanför solsystemet.

Den största utmaningen för dem som försöker observera jonen är att CH₃⁺ har inte ett permanent dipolmoment som gör det osynligt för radioteleskop. Alternativt kan jonen identifieras från de spektroskopiska linjer som den trycker på infraröd strålning. Men dessa våglängder absorberas eller sprids kraftigt av jordens atmosfär, vilket gör dem praktiskt taget omöjliga att se från marken.

Ung röd dvärg

Från sin bana högt över jorden har JWST nu upptäckt denna spektroskopiska signatur i ett system som kallas d203-506, som är 1350 ljusår bort i Orionnebulosan. Systemet består av en ung röd dvärgstjärna som är omgiven av en planetbildande skiva.

Eftersom CH₃⁺  hade varit så svårfångad att Bernés team kämpade för att identifiera signaturen, men teamet identifierade den till slut som den första upptäckten av interstellär CH₃⁺. "Vår upptäckt gjordes endast möjlig för att astronomer, modellbyggare och laboratoriespektroskopister gick samman för att förstå de unika egenskaper som observerats av James Webb," förklarar teammedlemmen Marie-Aline Martin-Drumel vid Paris-Saclay University.

Resultatet är särskilt fascinerande eftersom Orionnebulosan är full av unga, massiva stjärnor, som badar d203-506 i intensiv ultraviolett strålning. Baserat på kemiska signaturer som finns i meteoriter, tror astronomer nu allmänt att planetsystem som solsystemet en gång bombarderades med liknande nivåer av strålning. Denna strålning kan ha sitt ursprung från massiva stjärnor, till exempel de som bildades från samma moln av material som skapade solen. Dessa enorma stjärnor brann sedan ut efter bara några miljoner år.

Destruktiv strålning

Även om intensiv ultraviolett strålning är destruktiv för komplexa organiska molekyler, tyder dessa senaste resultat på att den kan ge den energi som behövs för att jonisera metan, vilket utlöser produktionen av CH₃⁺. Ett annat intressant fynd var bristen på vatten som upptäcktes i d203-506 – vilket också kan relateras till höga nivåer av ultraviolett strålning.

"Detta visar tydligt att ultraviolett strålning helt kan förändra kemin hos en proto-planetarisk skiva," förklarar Berné. "Det kan faktiskt spela en avgörande roll i de tidiga kemiska stadierna av livets ursprung genom att hjälpa till att producera CH₃⁺ – något som kanske tidigare har underskattats.”

Denna process kan göra det möjligt för mer komplexa molekyler att dyka upp senare, när de massiva stjärnorna har brunnit ut. Vid denna tidpunkt kan jonerna så småningom fortsätta att bilda aminosyror, nukleotider och andra viktiga molekylära byggstenar i livet.

Sammantaget är resultatet en viktig milstolpe i vår förståelse av kemin hos framväxande stjärnsystem. "Denna upptäckt av CH₃⁺ bekräftar inte bara den otroliga känsligheten hos [JWST] utan bekräftar också den postulerade centrala betydelsen av CH₃⁺ i interstellär kemi, säger Martin-Drumel. När JWST fortsätter sin utforskning av himlen hoppas teamet att deras resultat bara blir början på en ny våg av liknande upptäckter.

Forskningen beskrivs i Natur.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Fordon / elbilar, Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• BlockOffsets. Modernisera miljökompensation ägande. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/jwst-spots-ionized-molecule-that-could-be-involved-in-the-emergence-of-life/