Teleskop Webba znalazł złożone cząsteczki organiczne wokół protogwiazd
W dążeniu do zrozumienia, w jaki sposób i gdzie w kosmosie może powstać życie, astronomowie poszukują jego elementów budulcowych. Złożone cząsteczki organiczne (COM) są jednymi z celów poszukiwań i obejmują między innymi formaldehyd i kwas octowy. Teleskop Jamesa Webba (JWST) znalazł niektóre z tych z nich wokół młodych protogwiazd.
Chociaż znalezione cząsteczki, są złożone i organiczne, nie są tak duże jak ziemskie COM. Z tego powodu naukowcy czasami nazywają je iCOM, gdzie „i” oznacza międzygwiezdny. iCOM obejmują proste alkohole, estry, nitryle i etery. Aby być związkiem organicznym, cząsteczka musi mieć co najmniej sześć atomów, z których jeden musi być węglem.
Astronomowie znaleźli cząsteczki iCOM w regionach gwiazdotwórczych, w skupiskach zwanych gorącymi rdzeniami. Dają one początek odpowiednio masywnym i mniejszym protogwiazdom. W miarę formowania się protogwiazd powstają również dyski protoplanetarne. Jeśli więc astronomowie są w stanie wykryć iCOM-y w tych protogwiazdach, mogą spodziewać się, że będą one obecne w dyskach protoplanetarnych na wszelkich skalistych planetach, które mogą się tam uformować. Oznacza to, że istnieje prawdopodobna droga od złożonych cząsteczek organicznych wokół protogwiazd do planet skalistych i potencjalnego życia.
Astronomowie znaleźli kilka iCOMS przed użyciem radioteleskopów, takich jak ALMA i VLA, aby zobaczyć je przez otaczający pył.
Astronomowie zbadali młode protogwiazdy i szukali COM-ów za pomocą Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Ich obserwacje są częścią programu obserwacyjnego JOYS+ (JWST Observations of Young protoStars), w ramach którego zbadano 30 młodych gwiazd. Obserwacje zostały uzyskane za pomocą instrumentów MIRI i MRS JWST.
Naukowcy zbadali jedną protogwiazdę o wysokiej masie i jedną protogwiazdę o niskiej masie z próbki 30 gwiazd. Nazwano je odpowiednio NGC 1333 IRAS 2A i IRAS 23385+6053. NGC 1333 to region gwiazdotwórczy w Obłoku Molekularnym Perseusza, oddalony od nas o około 960 lat świetlnych.
Astronomowie już wcześniej wykrywali cząsteczki organiczne w fazie gazowej wokół protogwiazd, ale tylko te mniejsze, nie większe niż metanol. Oczekuje się, że te gazowe COM-y pochodzą z cząsteczek w fazie stałej utworzonych na ziarnach lodu, ale te są trudne do wykrycia. Jednak podobnie jak w przypadku wielu innych zagadnień z zakresu astronomii i astrofizyki, Teleskop Webba pozwala naukowcom zaglądać głębiej. Jego zasięg i czułość pozwalają na wykrycie większej ilości lodowych ziaren COM, które zawierają tlen. Znaczenie tego pierwiastka w chemii życia jest nie do przecenienia, bez niego nie ma wody.
Molekularne składniki życia spędzają znaczną ilość czasu jako lód. Z czasem stają się one bardziej złożone dzięki procesom chemicznym zależnym od środowiska, w którym się znajdują. Uniwersytet w Lejdzie prowadzi bazę danych lodu zawierającą widma w podczerwieni dla ogromnej liczby astrofizycznych analogów lodu w różnych temperaturach i środowiskach chemicznych. Została ona zbudowana częściowo w oczekiwaniu na uruchomienie JWST i jego możliwości pracy w podczerwieni. Program naukowy JWST „Ice Age early-release” ma na celu śledzenie elementów składowych życia, które tworzą się i ewoluują wokół młodych gwiazd i dysków protoplanetarnych.
Chociaż odkrycia te pochodzą z programu JOYS+, wszystkie te wysiłki są ze sobą powiązane. Dzięki nim naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia będą w stanie dobrze zrozumieć, w jaki sposób tworzą się i ewoluują COM-y oraz w jaki sposób przyczyniają się one do pojawienia się życia.
Emil Gołoś
