Naukowcy z University of Central Florida (UCF) i ich współpracownicy odkryli nowe informacje na temat tworzenia odległych oblodzonych obiektów w przestrzeni poza Neptunem, oferując głębsze zrozumienie tworzenia i rozwoju naszego Układu Słonecznego.
Korzystając z teleskopu kosmicznego Jamesa Webba (JWST), naukowcy analizowali dalekie ciała-znane jako obiekty trans-neptunistyczne (TNOS)-i znaleźli różne ślady metanolu. Odkrycia pomagają im lepiej klasyfikować różne TNO i zrozumieć złożone reakcje chemiczne w przestrzeni, które mogą odnosić się do tworzenia naszego układu słonecznego i pochodzenia życia.
Odkrycia, niedawno opublikowane w czasopiśmie astronomicznym przez American Astronomical Society, ujawniają dwie odrębne grupy TNO z obecnością metanolu lodu powierzchniowego: jedna z zubożoną ilością powierzchniowego metanolu i dużym zbiornikiem pod powierzchnią, a drugą – najdalszą od słońca – z ogólnie słabszą obecnością metanolu. Badanie sugeruje, że kosmiczne napromieniowanie przez miliardy lat mogło odegrać rolę w różnym dystrybucji metanolu pierwszej grupy, jednocześnie podnosząc nowe pytania dotyczące wyciszonych podpisów drugiej grupy.
Docieranie do czasu i przestrzeni
TNO są ważne dla naszego zrozumienia początków naszego Układu Słonecznego, ponieważ są niezwykle dobrze zachowanymi pozostałościami dysku protoplanetarnego-lub dysku gazowego i pyłu otaczającego młodą gwiazdę, takich jak Słońce-i mogą dać naukowcom dokładne spojrzenie na przeszłość.
UCF Department of Physics Research Profesor Noemí Pinilla-Alonso, który obecnie pracuje na University of Oviedo w Hiszpanii, odbył badanie w ramach programu powiązanego z UCF, zawodowym SUUZA SUUZA FILICIS (DISCO).
Pinilla-Alonso twierdzi, że badania pomagają pospieszyć historię chemii układu słonecznego i uzyskać wgląd w egzoplanety, w których metanol i metan odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu atmosfery i wskazywaniu warunkom potencjalnie mieszkalnych światów.
„Metanol, prosty alkohol, znaleziono na kometach i odległych TNO, co sugeruje, że może to być prymitywny składnik odziedziczony po wczesnych dniach naszego Układu Słonecznego-lub nawet z przestrzeni międzygwiezdnej”-mówi Pinilla-Alonso. „Ale metanol jest czymś więcej niż tylko resztkami z przeszłości. Gdy narażony jest na promieniowanie, przekształca się w nowe związki, działając jako chemiczna kapsułka czasowa, która ujawnia, w jaki sposób te lodowate światy ewoluowały przez miliardy lat”.
Lód metanolu jest kluczowym prekursorem, który może prowadzić do cząsteczek organicznych, takich jak cukry, a jego odkrycie w TNOS toruje drogę o wiele więcej, mówi.
Pinilla-Alonso mówi, że te różnice spektralne ujawniają, że nie wszystkie TNO utworzone z tych samych składników molekularnych. Zamiast tego ich kompozycje odzwierciedlają ich pochodzenie – gdzie i jak się tworzyli – i ich transformacje w czasie.
„Najbardziej mnie wzbudziło, było uświadomienie sobie, że różnice te były powiązane z zachowaniem metanolu-kluczowym składnikiem, który od dawna był nieuchwytny na TNO z obserwacji ziemskich”-mówi. „Nasze ustalenia sugerują, że metanol jest niszczony na powierzchni TNO przez napromieniowanie, ale pozostaje bardziej obfity w podpowierzchni, chroniony przed tym narażeniem”.
Pinilla-Alonso współpracował z badaczami UCF FSI, w tym de Souza-Feliciano, który zsyntetyzował dane laboratoryjne z modelowaniem, aby lepiej wyjaśnić zachowanie metanolu.
De Souza-Feliciano pomógł lepiej wizualizować wyniki, odtwarzając niektóre cechy spektralne, które widzieli naukowcy, a zatem może udzielić matematycznego poparcia dla danych w badaniu.
„Jedna z największych niespodzianek pochodziła z zachowania metanolu”-mówi De Souza-Feliciano. „Na podstawie danych laboratoryjnych jego podpisy przy krótszych długościach fal różnią się od podstawowych długości fal”.
De Souza-Feliciano współpracował z wcześniejszymi projektami badawczymi disco przy użyciu JWST, które charakteryzowały obiekty binarne i inne odległe TNO.
„Główny artykuł disco dotyczył głównych cech trzech grup TNOS” – mówi. „Ten artykuł szczegółowo opisuje się na temat jednego z nich, znanej jako Cliff Group, która jest przydomkiem dla grupy spektralnej, w której współczynnik odbicia nie wzrósł po około 3,3 mikronach”.
Te kapsułki czasowe TNOS Cliff Group TNOS dla naszego Układu Słonecznego, ale grupa mieści się na zimno-klasycznych TNO, które w dużej mierze pozostały na miejscu od czasu ich powstania, mówi De Souza-Feliciano.
„Jednym z powodów, dla których ta grupa jest kluczem do zrozumienia zewnętrznego układu słonecznego, jest [because] Zawiera wszystkie klasyczne TNO, ”mówi.„ Klasyczne TNO zimne są jedyną grupą dynamiczną, która prawdopodobnie pozostała w miejscu, w którym utworzyły się z tworzenia układu słonecznego do dziś ”.