JWST виявляє іонізовану молекулу, яка може брати участь у виникненні життя – Physics World

Астрономи вперше спостерігали ознаки катіонів метилу в диску, що формує планету. Використовуючи космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), команда під керівництвом Олів'є Берне в Університеті Тулузи показали, що метилові катіони – важливий попередник складної органічної хімії – утворюються в інтенсивному ультрафіолетовому випромінюванні, яке випромінюють масивні молоді зірки поблизу.

У 1970-х роках астрономи вперше припустили, що молекула метил-катіону (CH₃⁺) може стати ключовим пусковим механізмом складної органічної хімії в космосі – процесу, який зрештою може призвести до появи життя. Свідчення СН₃⁺ у космосі може вказувати на наявність більших молекул, але досі комбінація факторів означала, що CH₃⁺ не спостерігалося за межами Сонячної системи.

Основна проблема, з якою стикаються ті, хто намагається спостерігати іон, полягає в тому, що CH₃⁺ не має постійного дипольного моменту, що робить його невидимим для радіотелескопів. Крім того, іон можна ідентифікувати за спектроскопічними лініями, які він відбиває на інфрачервоному випромінюванні. Однак ці довжини хвиль сильно поглинаються або розсіюються земною атмосферою, тому їх практично неможливо побачити з землі.

Молодий червоний карлик

Зі своєї орбіти високо над Землею JWST виявив цю спектроскопічну сигнатуру в системі під назвою d203-506, яка знаходиться на відстані 1350 світлових років від нас у туманності Оріона. Система складається з молодої червоної карликової зірки, яка оточена планетоутворюючим диском.

Тому що CH₃⁺  було настільки невловимим, команда Берна насилу ідентифікувала сигнатуру, але врешті команда визначила це як перше в історії виявлення міжзоряного CH₃⁺. «Наше відкриття стало можливим лише завдяки тому, що астрономи, моделісти та лабораторні спектроскопісти об’єднали зусилля, щоб зрозуміти унікальні особливості, які спостерігав Джеймс Вебб», — пояснює член команди. Марі-Алін Мартен-Друмель в університеті Париж-Сакле.

Результат особливо захоплюючий, оскільки туманність Оріона переповнена молодими масивними зірками, які купаються d203-506 в інтенсивному ультрафіолетовому випромінюванні. Грунтуючись на хімічних сигнатурах, виявлених у метеоритах, астрономи тепер широко вважають, що планетарні системи, такі як Сонячна система, колись зазнавали подібного рівня радіації. Це випромінювання могло походити від масивних зірок, таких як ті, що утворилися з тієї самої хмари матеріалу, яка створила Сонце. Ці величезні зірки згоріли лише через кілька мільйонів років.

Руйнівне випромінювання

Хоча інтенсивне ультрафіолетове випромінювання є руйнівним для складних органічних молекул, ці останні результати свідчать про те, що воно може забезпечити енергію, необхідну для іонізації метану, викликаючи виробництво CH₃⁺. Іншим цікавим відкриттям стала відсутність води, виявлена ​​в d203-506, що також могло бути пов’язано з високим рівнем ультрафіолетового випромінювання.

«Це чітко показує, що ультрафіолетове випромінювання може повністю змінити хімічний склад протопланетного диска», — пояснює Берне. «Це насправді може відігравати вирішальну роль на ранніх хімічних стадіях зародження життя, допомагаючи виробляти CH₃⁺ – те, що, можливо, раніше недооцінювалося».

Цей процес може дозволити більш складним молекулам виникнути пізніше, коли масивні зірки згорять. У цей момент іони можуть зрештою продовжити утворення амінокислот, нуклеотидів та інших ключових молекулярних будівельних блоків життя.

Загалом, результат є ключовою віхою в нашому розумінні хімії нових зоряних систем. «Це виявлення CH₃⁺ не тільки підтверджує неймовірну чутливість [JWST], але й підтверджує постульовану центральну важливість CH₃⁺ у міжзоряній хімії», — говорить Мартін-Друмель. Поки JWST продовжує досліджувати небо, команда сподівається, що їх результат стане лише початком нової хвилі подібних відкриттів.

Дослідження описано в природа.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. Автомобільні / електромобілі, вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/jwst-spots-ionized-molecule-that-could-be-involved-in-the-emergence-of-life/