|
Этанол и другие ингредиенты для молодых миров
|
|
|
|
Международная команда астрономов, использующая космический телескоп Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA, обнаружила множество молекул, начиная от относительно простых, таких как метан, и заканчивая сложными соединениями, такими как уксусная кислота и этанол, в протозвездах ранней стадии, где планеты еще не сформировались. Это ключевые ингредиенты для создания потенциально пригодных для жизни миров. Присутствие сложных органических молекул (COMS) в твердой фазе протозвезд было впервые предсказано десятилетия назад в результате лабораторных экспериментов, и предварительные обнаружения этих молекул были сделаны другими космическими телескопами. Это включает в себя раннюю научную программу Уэбба "Ледниковый период", которая обнаружила разнообразные льды в самых темных и холодных областях молекулярного облака, измеренных на сегодняшний день.
|
|
|
|
Теперь, благодаря беспрецедентному спектральному разрешению и чувствительности прибора Уэбба в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI), в рамках программы JOYS+ (наблюдения Джеймса Уэбба за молодыми протозвездами), эти кометы были индивидуально идентифицированы и подтверждено их присутствие в межзвездных льдах. Это включает в себя надежное обнаружение ацетальдегида, этанола (того, что мы называем спиртом), метилформиата и, вероятно, уксусной кислоты (кислоты, содержащейся в уксусе) в твердой фазе. "Это открытие вносит свой вклад в решение одного из давних вопросов астрохимии", - сказал руководитель группы Уилл Роша из Лейденского университета в Нидерландах. "Каково происхождение КОМ в космосе? Образуются ли они в газовой фазе или во льдах? Обнаружение COMs во льду позволяет предположить, что твердофазные химические реакции на поверхности холодных пылинок могут приводить к образованию сложных видов молекул".
|
|
|
Поскольку несколько СО, в том числе те, которые были обнаружены в твердой фазе в этом исследовании, ранее были обнаружены в теплой газовой фазе, в настоящее время считается, что они образуются в результате сублимации льда. Сублимация заключается в непосредственном превращении твердого вещества в газ, не превращаясь в жидкость. Таким образом, обнаружение COMs во льдах вселяет в астрономов надежду на улучшение понимания происхождения других, еще более крупных молекул в космосе. Гарольд Линнарц много лет возглавлял лабораторию астрофизики в Лейдене и координировал измерения данных, использованных в исследовании, опубликованном в журнале Astronomy & Astrophysics. Эвайн ван Дишук из Лейденского университета, один из координаторов программы JOYS+, поделилась: "Гарольд был особенно рад, что в COM-заданиях лабораторная работа может сыграть важную роль, поскольку он долго добирался сюда".
|
|
|
|
Ученые также стремятся исследовать, в какой степени эти соединения переносятся на планеты на гораздо более поздних стадиях эволюции протозвезды. Соединения во льдах более эффективно транспортируются в формирующие планеты диски, чем газ из облаков. Следовательно, эти ледяные кометы могут быть унаследованы кометами и астероидами, которые, в свою очередь, могут сталкиваться с формирующимися планетами. В этом сценарии кометы могут быть доставлены на эти планеты, потенциально обеспечивая ингредиенты для процветания жизни. Научная группа также обнаружила более простые молекулы, включая метан, муравьиную кислоту (которая делает укус муравьев болезненным), диоксид серы и формальдегид. Диоксид серы, в частности, позволяет команде исследовать запасы серы, доступные в протозвездах. Кроме того, это представляет пребиотический интерес, поскольку существующие исследования показывают, что серосодержащие соединения играли важную роль в управлении метаболическими реакциями на первобытной Земле.
|
|
|
|
Также были обнаружены отрицательные ионы; они входят в состав солей, которые имеют решающее значение для дальнейшего усложнения химического состава при более высоких температурах. Это указывает на то, что льды могут быть гораздо более сложными и требуют дальнейших исследований. Особый интерес представляет то, что один из исследованных источников, IRAS 2A, характеризуется как протозвезда малой массы. Следовательно, IRAS 2A может иметь сходство с изначальными стадиями развития нашей собственной солнечной системы. Если это так, то химические соединения, идентифицированные в этом источнике, вероятно, присутствовали на первых стадиях развития нашей Солнечной системы и позже были доставлены на первобытную Землю.
|
|
|
|
Все эти молекулы могут стать частью комет и астероидов и, в конечном счете, новых планетных систем, когда ледяной материал транспортируется внутрь к планетообразующим дискам по мере эволюции протозвездной системы", - сказал Ван Дишук. "Мы с нетерпением ожидаем продолжения этого астрохимического исследования шаг за шагом с большим количеством данных Уэбба в ближайшие годы". Другая недавняя работа Пуне Назари из Лейденской обсерватории, размещенная на сервере препринтов arXiv, также вселяет надежду астрономов на обнаружение большей сложности во льдах после предварительных обнаружений цианида метила и этилцианида из данных Webb NIRSpec. Назари говорит: "Впечатляет, как Уэбб теперь позволяет нам глубже исследовать химический состав льда вплоть до уровня цианидов, важных ингредиентов в химии пребиотиков".
|
|
|
|
Источник
|
