Джеймс Уэбб из НАСА обнаружил этанол и другие ледяные ингредиенты для планет

Что общего у "маргариты", уксуса и муравьиных укусов? Они содержат химические компоненты, которые космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА идентифицировал вокруг двух молодых протозвезд, известных как IRAS 2A и IRAS 23385. Хотя планеты еще не формируются вокруг этих звезд, эти и другие молекулы, обнаруженные там Webb, представляют собой ключевые ингредиенты для создания потенциально пригодных для жизни миров.

Международная команда астрономов использовала MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) Уэбба для идентификации различных ледяных соединений, состоящих из сложных органических молекул, таких как этанол (спирт) и, вероятно, уксусная кислота (ингредиент уксуса). Эта работа основана на предыдущих обнаружениях Уэббом разнообразных льдов в холодном, темном молекулярном облаке.

Это изображение области вблизи протозвезды, известной как IRAS 23385, на длине волны 15 микрон было получено MIRI (прибором среднего инфракрасного диапазона) космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА. IRAS 23385 и IRAS 2A (не видны на этом изображении) были объектами недавних исследований международной группы астрономов, которые использовали Webb для обнаружения того, что ключевые ингредиенты для создания потенциально обитаемых миров присутствуют в протозвездах ранней стадии, где планеты еще не сформировались.

Каково происхождение сложных органических молекул (COMS) ?

“Это открытие вносит вклад в решение одного из давних вопросов астрохимии”, - сказал руководитель группы Уилл Роша из Лейденского университета в Нидерландах. “Каково происхождение сложных органических молекул, или КОМ, в космосе? Они образуются в газовой фазе или во льду? Обнаружение COMs во льдах предполагает, что твердофазные химические реакции на поверхности холодных пылинок могут приводить к образованию сложных видов молекул ”.

Поскольку несколько соединений, в том числе обнаруженные в твердой фазе в ходе этого исследования, ранее были обнаружены в теплой газовой фазе, теперь считается, что они происходят в результате сублимации льда. Сублимация заключается в прямом 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.

Ученые также стремятся выяснить, в какой степени эти комы переносятся на планеты на гораздо более поздних стадиях протозвездной эволюции. Считается, что СОМ в холодных льдах легче переноситься из молекулярных облаков к планетообразующим дискам, чем теплые газообразные молекулы. Следовательно, эти ледяные кометы могут входить в состав комет и астероидов, которые, в свою очередь, могут сталкиваться с формирующимися планетами, доставляя ингредиенты для возможного расцвета жизни.

Научная группа также обнаружила более простые молекулы, в том числе муравьиную кислоту (которая вызывает ощущение жжения при укусе муравья), метан, формальдегид и диоксид серы. Исследования показывают, что серосодержащие соединения, такие как диоксид серы, играли важную роль в стимулировании метаболических реакций на первобытной Земле.

MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА идентифицировал множество сложных органических молекул, которые присутствуют в межзвездных льдах, окружающих две протозвезды. Эти молекулы, которые являются ключевыми ингредиентами для создания потенциально пригодных для жизни миров, включают этанол, муравьиную кислоту, метан и, вероятно, уксусную кислоту в твердой фазе. Открытие было сделано в результате изучения двух протозвезд, IRAS 2A и IRAS 23385, которые настолько молоды, что у них еще не сформировались планеты.

Похоже на ранние стадии развития нашей собственной солнечной системы?

Особый интерес представляет то, что один из исследованных источников, IRAS 2A, характеризуется как протозвезда малой массы. Следовательно, IRAS 2A может быть похожа на ранние стадии развития нашей собственной солнечной системы. Таким образом, химические вещества, обнаруженные вокруг этой протозвезды, возможно, были обнаружены на первых этапах развития нашей солнечной системы и позже доставлены на первобытную Землю.

“Все эти молекулы могут стать частью комет и астероидов и, в конечном итоге, новых планетных систем, когда ледяной материал переносится внутрь планетообразующего диска по мере эволюции протозвездной системы”, - сказала Эвайн ван Дишук из Лейденского университета, один из координаторов научной программы. “Мы с нетерпением ждем возможности в ближайшие годы шаг за шагом следовать по этому астрохимическому следу, получая больше данных Webb ”.

Эти наблюдения были сделаны для программы JOYS + (Наблюдения Джеймса Уэбба за молодыми протозвездами). Команда посвятила эти результаты члену команды Гарольду Линнарцу, который неожиданно скончался в декабре 2023 года, вскоре после принятия этой статьи.

Это исследование было принято к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics.

Космический телескоп Джеймса Уэбба - ведущая в мире обсерватория космической науки. Уэбб разгадывает тайны нашей солнечной системы, заглядывает за пределы далеких миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей вселенной и наше место в ней. Webb - международная программа, возглавляемая НАСА совместно со своими партнерами, ЕКА (Европейское космическое агентство) и Канадским космическим агентством.