Впервые научная группа международных ученых, используя космический телескоп Джеймса Уэбба от НАСА, обнаружила новое соединение углерода в космосе. Известная как метилкатион (произносится как "кет-ай-он") (CH3+), эта молекула является важной, поскольку способствует образованию более сложных углеродосодержащих молекул. Метилкатион был обнаружен в молодой звездной системе с протопланетным диском, известной как d203-506, которая находится примерно в 1350 световых годах от нас в туманности Ориона.
Углеродные соединения являются основой всей известной жизни и поэтому особенно интересны для ученых, работающих над пониманием процесса развития жизни на Земле и возможности ее развития в других уголках нашей вселенной. Изучение органической химии (содержащей углерод) в межзвездном пространстве, к которому Джеймс Уэбб открывает новые возможности, является увлекательной областью для многих астрономов.
Уникальные возможности телескопа Webb сделали его идеальным обсерваторией для поиска этой важной молекулы. Превосходное пространственное и спектральное разрешение, а также высокая чувствительность Webb, все это способствовало успеху команды. В частности, обнаружение серии ключевых линий испускания от CH3+ подтвердило это открытие.
"Это обнаружение не только подтверждает невероятную чувствительность Webb, но также подтверждает предполагаемую центральную важность CH3+ в межзвездной химии", - сказала Мари-Алин Мартин-Дрюмель из Университета Париж-Сакле во Франции, член научной группы. Хотя звезда в системе d203-506 - это маленькая красная карликовая звезда, система подвергается сильному ультрафиолетовому излучению от близких горячих, молодых и массивных звезд. Ученые считают, что большинство дисков, на которых формируются планеты, проходят период такого интенсивного ультрафиолетового излучения, поскольку звезды обычно формируются в группах, которые часто включают массивные звезды, испускающие ультрафиолет.
Обычно ожидается, что ультрафиолетовое излучение разрушает сложные органические молекулы, поэтому обнаружение CH3+ может показаться сюрпризом. Однако команда предполагает, что ультрафиолетовое излучение на самом деле может обеспечивать необходимый источник энергии для образования CH3+. Как только оно образуется, оно способствует дополнительным химическим реакциям, направленным на создание более сложных углеродных молекул.
В целом команда отмечает, что молекулы, которые они обнаружили в d203-506, значительно отличаются от типичных протопланетных дисков. В частности, они не смогли обнаружить никаких признаков наличия воды.
"Это ясно показывает, что ультрафиолетовое излучение может полностью изменить химию протопланетного диска. Фактически, оно может играть критическую роль в ранних химических стадиях происхождения жизни", подробно пояснил Оливье Берне из Французского национального центра научных исследований в Тулузе, главный автор исследования.
Оригинальная статья NASA: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-detection-of-crucial-carbon-molecule
