JWST 发现可能参与生命出现的电离分子 – 物理世界

天文学家首次观察到行星形成盘中甲基阳离子的特征。 由詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 领导的团队使用 奥利维尔·贝尔内 图卢兹大学的研究表明，甲基阳离子——复杂有机化学的重要前体——是在附近大质量年轻恒星发出的强烈紫外线辐射中形成的。

1970世纪XNUMX年代天文学家首次提出甲基阳离子分子（CH₃⁺）可能是太空中复杂有机化学的关键触发因素——这一过程最终可能导致生命的出现。 CH的证据₃⁺ 在太空中可能表明存在更大的分子 - 但到目前为止，多种因素的结合意味着 CH₃⁺ 在太阳系之外尚未被观测到。

那些试图观察离子的人面临的主要挑战是CH₃⁺ 不具有永久偶极矩，这使得射电望远镜看不见。 或者，可以根据离子在红外辐射上留下的光谱线来识别离子。 然而，这些波长被地球大气层大量吸收或散射，使得它们几乎不可能从地面看到。

年轻的红矮星

JWST 现已从地球上方的轨道上检测到了名为 d203-506 的系统中的这种光谱特征，该系统位于猎户座星云中，距我们 1350 光年。 该系统由一颗年轻的红矮星组成，周围环绕着行星形成盘。

因为CH₃⁺  由于太难以捉摸，伯尔尼的团队很难识别出这个签名，但该团队最终将其确定为有史以来首次发现的星际 CH₃⁺。 “我们的发现之所以成为可能，是因为天文学家、建模师和实验室光谱学家联手了解詹姆斯·韦伯观察到的独特特征，”团队成员解释道 玛丽·艾琳·马丁·德鲁梅尔 在巴黎萨克雷大学。

这个结果特别令人着迷，因为猎户座星云挤满了年轻的大质量恒星，这些恒星将 d203-506 沐浴在强烈的紫外线辐射中。 根据在陨石中发现的化学特征，天文学家现在普遍认为，像太阳系这样的行星系统曾经受到过类似水平的辐射轰击。 这种辐射可能源自大质量恒星，例如那些由创造太阳的同一物质云形成的恒星。 这些巨大的恒星在几百万年后就燃烧殆尽了。

破坏性辐射

尽管强烈的紫外线辐射对复杂的有机分子具有破坏性，但这些最新结果表明它可以提供电离甲烷所需的能量，从而引发 CH 的产生₃⁺。 另一个有趣的发现是 d203-506 中检测到缺乏水，这也可能与高水平的紫外线辐射有关。

“这清楚地表明紫外线辐射可以完全改变原行星盘的化学成分，”伯内解释道。 “它实际上可能通过帮助产生 CH 在生命起源的早期化学阶段发挥关键作用。₃⁺ ——以前可能被低估的东西。”

一旦大质量恒星燃烧殆尽，这个过程可能会让更复杂的分子出现。 此时，离子最终可能会继续形成氨基酸、核苷酸和其他生命的关键分子构件。

总而言之，这一结果是我们理解新兴恒星系统化学的一个重要里程碑。 “这次检测到CH₃⁺ 不仅验证了 [JWST] 令人难以置信的敏感性，而且还证实了 CH 的假设核心重要性₃⁺ “在星际化学领域，”马丁-德鲁梅尔说。 随着 JWST 继续探索天空，该团队希望他们的结果只是新一波类似发现的开始。

该研究描述于 自然.

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/jwst-spots-ionized-molecule-that-could-be-involved-in-the-emergence-of-life/