Czy lód we Wszechświecie zawiera molekuły budulcowe życia w układach planetarnych?

Czy lód we Wszechświecie zawiera molekuły budulcowe życia w układach planetarnych?

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba — najdokładniejszy teleskop, jaki kiedykolwiek zbudowano — odegrał decydującą rolę w odkryciu zamrożonych form długiej serii cząsteczek, takich jak dwutlenek węgla, amoniak, metan, metanol i jeszcze bardziej złożone cząsteczki, zamrożone jako lód na powierzchnia małych ziaren pyłu.

Ziarna pyłu powiększają się, gdy są częścią dysków gazu i pyłu formujących się wokół młodych gwiazd. Oznacza to, że naukowcy mogli zbadać wiele cząsteczek biorących udział w formowaniu nowych egzoplanet.

Naukowcy z Instytutu Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze połączyli odkrycia z JWST z danymi z Atacama Large Millimeter Array (ALMA), dokonując obserwacji w innych długościach fal niż JWST, a naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus przyczynili się do niezbędnych badań w laboratorium.

„Dzięki zastosowaniu obserwacji, np. z ALMA, możemy bezpośrednio obserwować same ziarna pyłu, a także zobaczyć te same cząsteczki, co w gazie obserwowanym w lodzie” Lars Kristensen, prof. — wyjaśnia Instytut Nielsa Bohra (NBI).

„Korzystanie z połączonego zestawu danych daje nam wyjątkowy wgląd w złożone interakcje między gazem, lodem i pyłem w obszarach, w których powstają gwiazdy i planety” – mówi Jes Jørgensen, profesor z NBI.

„W ten sposób możemy mapować położenie cząsteczek w obszarze zarówno przed, jak i po ich zamrożeniu na ziarnach pyłu i możemy śledzić ich drogę od zimnego obłoku molekularnego do powstających układów planetarnych wokół młodych gwiazd”.

Decydującym odkryciem była zawartość lodu w obłoku molekularnym

Lody wykryto i zmierzono, badając, w jaki sposób światło gwiazd spoza obłoku molekularnego było absorbowane przez cząsteczki lodu w określonych długościach fal podczerwieni widocznych dla Webba.

Proces ten pozostawia chemiczne odciski palców znane jako widma absorpcyjne, które można porównać z danymi laboratoryjnymi, aby określić, które lody są obecne w chmurze molekularnej.

W tym badaniu zespół skupił się na lodzie zakopanym w szczególnie zimnym, gęstym i trudnym do zbadania regionie obłoku molekularnego Chamaeleon I, regionie oddalonym o około 600 lat świetlnych od Ziemi, w którym obecnie formują się dziesiątki młodych gwiazd.

Wraz z formowaniem się gwiazd dochodzi do formowania się planet, a perspektywa naukowców współpracujących z IceAge polega zasadniczo na określeniu roli, jaką lód odgrywa w gromadzeniu cząsteczek niezbędnych do powstania życia.

„Badanie to potwierdza, że ​​międzygwiazdowe ziarna pyłu są katalizatorami formowania złożonych cząsteczek w bardzo rozproszonym gazie w tych obłokach, co również obserwujemy w laboratorium” – wyjaśnia Sergio Ioppolo, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie w Aarhus, współtworząc niektóre z eksperymenty w laboratorium, które zostały porównane z obserwacjami.

Czułość JWST była absolutnie niezbędnym warunkiem wstępnym odkrycia

„Po prostu nie moglibyśmy zaobserwować tych lodów bez Webba” — rozwinął Klaus Pontoppidan, naukowiec projektu JWST w Space Telescope Science Institute w Baltimore, USA, który był zaangażowany w te badania.

„Lody pojawiają się jako spadki na kontinuum światła gwiazd tła. W regionach, które są tak zimne i gęste, większość światła gwiazdy tła jest blokowana, a znakomita czułość Webba była niezbędna do wykrycia światła gwiazd, a tym samym zidentyfikowania lodów w chmura molekularna”.

Zespół IceAge zaplanował już więcej obserwacji za pomocą teleskopów Webba i innych.

„Te obserwacje wraz z dalszymi badaniami laboratoryjnymi pokażą nam, jaka mieszanina lodu – a zatem jakie pierwiastki – może ostatecznie zostać dostarczona na powierzchnie egzoplanet typu ziemskiego lub włączona do atmosfer gigantycznych planet gazowych lub lodowych.

„Podsumowuje Melissa McClure, astronom z Obserwatorium w Leiden i lider programu obserwacji.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science