Koristeći svemirski teleskop James Webb, međunarodni tim astronoma identificirao je raznovrsne molekule – od jednostavnijih poput metana, do složenijih spojeva kao što su octena kiselina i etanol. Otkrića su realizirana u svemirskim regijama koje obitavaju protostvijezde, odnosno u razdobljima prije formiranja planeta, identificirajući time ključne sastojke za stvaranje potencijalno naseljivih svjetova.
Složene organske molekule
Postojanje složenih organskih molekula (Complex Organic Molecules – COM-ova) u čvrstom agregatnom stanju unutar protostvijezda, koje je bilo predviđeno desetljećima unazad zahvaljujući laboratorijskim eksperimentima, dobiva potvrdu kroz nova otkrića. Ranije su takve molekule detektirane putem drugih svemirskih teleskopa, uključujući i Webbov program za rano objavljivanje znanstvenih otkrića pod nazivom Ice Age, koji je otkrio raznolike oblike leda u najmračnijim i najhladnijim područjima molekularnog oblaka dosad izmjerenih. Danas, zahvaljujući izuzetnoj spektralnoj rezoluciji i osjetljivosti instrumenta srednjeg infracrvenog područja (MIRI) na Webbu, kao dijelu programa JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars), složene organske molekule su detaljno identificirane i potvrđene prisutne u međuzvjezdanom ledu. Ovo uključuje sigurno otkriće acetaldehida, etanola (poznatijeg kao alkohol), metil formata i vjerojatno octene kiseline (kiseline prisutne u octu), u čvrstom stanju.
“Ovo otkriće odgovara na jedno od dugotrajnih pitanja u astrokemiji,”izjavio je voditelj tima Will Rocha sa Sveučilišta u Leidenu, Nizozemska. “Kako nastajusložene organske molekule u svemiru? Jesu li proizvedene u plinskoj fazi ili unutar leda? Detekcija ovih molekula u ledenim stanjima sugerira da kemijske reakcije na površini hladnih zrnaca prašine mogu kreirati složene molekularne strukture.”
S obzirom na to da su neke od ovih miolekula, uključujući one identificirane u ovom istraživanju, prethodno bili detektirane u toplijim plinskim fazama, sada se pretpostavlja da njihovo podrijetlo leži u sublimaciji leda. Sublimacija predstavlja prelazak iz čvrstog u plinovito stanje bez prethodne tekuće faze. Stoga, otkrivanje ovih molekula u ledenim oblicima pruža astronomima novu nadu u poboljšanom razumijevanju porijekla čak i većih molekula u svemiru.
Kako se molekule prenose na planete?
Harold Linnartz, dugogodišnji voditelj Laboratorija za astrofiziku na Sveučilištu u Leidenu, koordinirao je mjerenjem podataka korištenih u studiji objavljenoj u časopisu Astronomy & Astrophysics. Ewine van Dishoeck sa Sveučilišta u Leidenu, koja je jedna od koordinatorica programa JOYS+, istaknula je: “Harold je bio posebno zadovoljan činjenicom da laboratorijski rad igra ključnu ulogu u pripisivanju COM-ova, što je bio dug i trnovit put.”
Znanstvenici su također zainteresirani za istraživanje do koje mjere se složene organske molekule mogu prenositi na planete u kasnijim fazama evolucije protostvijezde. Složene organske molekule zarobljene u ledu prenose se učinkovitije do diskova u kojima se formiraju planeti nego što je to slučaj s plinovima iz oblaka. Ove ledene molekule stoga bi mogli biti naslijeđeni od strane kometa i asteroida koji bi kasnije mogli sudariti s formirajućim planetima, potencijalno dostavljajući sastojke ključne za razvoj života.
Znanstveni tim je detektirao i jednostavnije molekule, uključujući metan, mravlju kiselinu (Formic acid)-(odgovornu za bolan ubod mrava), sumporov dioksid i formaldehid. Posebno, sumporov dioksid omogućava timu da istraži raspoloživi sumporni proračun unutar protostvijezda. Nadalje, od interesa je zbog prebiotičke važnosti, s obzirom na to da postojeće studije sugeriraju ulogu spojeva koji sadrže sumpor u poticanju metaboličkih reakcija na primitivnoj Zemlji. Detektirani su i negativni ioni koji predstavljaju dio soli ključnih za razvoj veće kemijske složenosti pri višim temperaturama, ukazujući na moguću znatno veću složenost leda koja zahtijeva daljnja istraživanja.
IRAS 2A, zanimljiva protozvijezda
Posebno zanimanje izaziva činjenica da je jedan od istraživanih izvora, IRAS 2A, karakteriziran kao protostvijezda male mase, što bi moglo ukazivati na sličnosti s primitivnim fazama našeg sunčevog sustava. Ako je to točno, kemijske vrste identificirane u ovom izvoru vjerojatno su bile prisutne u prvim fazama razvoja našeg sunčevog sustava i kasnije dostavljene primitivnoj Zemlji.
“Sve ove molekule mogu postati dio kometa i asteroida, te konačno novih planetarnih sustava, kada se ledeni materijal prenosi prema unutra do diskova u kojima se formiraju planeti kako se protostelarni sustav razvija,” istaknula je van Dishoeck. “S nestrpljenjem očekujemo daljnje praćenje ovog astrokemijskog traga korak po korak s dodatnim podacima Webba u nadolazećim godinama.”
Nedavni rad Pooneh Nazari sa Leidenskog opservatorija, koji je objavljen na otvorenom serveru arXiv, također podiže nade astronomima u pronalaženje veće složenosti u ledenim tvarima, nakon privremenih otkrića metil cijanida i etil cijanida iz podataka dobivenih Webbovim NIRSpec instrumentom.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
