JWST відкриває важливу молекулу вуглецю в туманності Оріона

Глибоко в тонких візерунках туманності Оріона ми нарешті знайшли важливу молекулу вуглецю, яку ніколи раніше не бачили в міжзоряному просторі. Метеній, також відомий як метиловий катіон (CH₃⁺), є вуглецевою сполукою, яка давно передбачалася відігравати ключову роль в органічній хімії міжзоряного простору. Тепер за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба вчені ідентифікували його в диску пилу та газу, що оточує дитячу зірку, підтверджуючи правдоподібність цієї ролі.

Хоча CH ₃₊ не вважається одним з найважливіших інгредієнтів для життя, вчені вважають, що він допомагає будувати складніші молекули вуглецю. Оскільки життя, яке ми знаємо, засноване на вуглеці, знаходження CH₃⁺ у міжзоряному просторі має наслідки для нашого розуміння того, як життя може виникнути деінде в галактиці.

«Це виявлення не тільки підтверджує неймовірну чутливість Вебба, але й підтверджує постульоване центральне значення CH₃⁺ у міжзоряній хімії», — каже астроном Марі-Алін Мартен-Друмель з університету Париж-Сакле у Франції.

CH₃⁺ — дуже цікава молекула. Він реагує з багатьма іншими молекулами, але не з найпоширенішим елементом у нашому Всесвіті, воднем. Це означає, що він має потенціал стати сходинкою на шляху до створення складніших молекул у міжзоряному середовищі – наріжного каменю, як десятиліттями вважали вчені, міжзоряної вуглецевої або органічної хімії.

Але це не було в спостереженнях за межами Сонячної системи, а це означає, що ми не могли бути впевнені в його присутності або ролі. Багато таких спостережень проводяться в радіоспектрі; але CH₃⁺ не має необхідних характеристик, щоб його можна було спостерігати за допомогою радіотелескопів.

Саме тут на допомогу приходить JWST. Його виняткова чутливість до інфрачервоного випромінювання робить його ідеальним для дослідження пилових середовищ, де очікується наявність CH₃. оскільки інфрачервоне світло може проходит кріз пил, де інші довжини хвіль розсіюються.

Під керівництвом астронома Олів’є Берне з Університету Тулузи у Франції команда ближче розглянула туманність Оріона, яку зафіксував спектрометр середнього інфрачервоного діапазону JWST. Там вони виявили дивовижні яскраві лінії в спектрі, які, зрештою, найкраще можна пояснити присутністю CH₃⁺.

Місце виявлення було в диску пилу та газу, що обертався навколо червоного карлика під назвою d203-506. Це загальна риса нових зірок; вони народжуються з щільного вузла матеріалу в молекулярній хмарі в космосі, яка руйнується під дією сили тяжіння. Коли цей об’єкт обертається, він згортається в матеріал, утворюючи диск, який обертається навколо нової зірки, як вода навколо каналізації.

Після формування зірки те, що залишилося від диска, починає формувати інші об’єкти, які складають планетну систему, наприклад планети, астероїди, комети та супутники. Наша Сонячна система народилася з такого диска; вивчення дисків навколо інших зірок може допомогти нам зрозуміти, як утворилася Сонячна система та як тут виникло життя.

Є один досить важливий момент спотикання. Протопланетний диск d203-506 сильно опромінюється різким ультрафіолетовим світлом від масивних зірок поблизу, і вважається, що це звичайний етап у житті протопланетних дисків, оскільки більшість зірок формуються в зоряних яслах, де ці масивні зірки поширені. Докази метеоритів свідчать про те, що наша Сонячна система теж пройшла через подібний етап. Вважається, що таке випромінювання має досить руйнівний вплив на складні органічні молекули. Тож з’ясувати, як вони вижили досить добре, щоб життя з’явилося пізніше, було трохи головоломкою. Джерело