Это открытие способствует решению одного из давних вопросов астрохимии.
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, астрономы идентифицировали несколько ледяных строительных блоков жизни в газе и пыли, кружащихся вокруг двух молодых звезд, или «протозвезд». Замеченные молекулы варьируются от относительно простых молекул, таких как метан, до сложных соединений, таких как уксусная кислота и этанол.
Ранее предполагалось, что сложные органические молекулы (КОМ) в твердой ледяной форме существуют вокруг протозвезд, которые еще не начали рождать вокруг себя планеты. Однако это предсказание стало результатом лабораторных экспериментов на Земле. Теория была предварительно подтверждена в прошлом с использованием космических телескопов, включая сам космический телескоп Джеймса Уэбба. JWST обнаружил разнообразные льды в самых темных и холодных областях молекулярного облака в рамках программы JWST Early Release Science Ice Age.
Но благодаря наблюдениям за облаками вокруг протозвезд IRAS23385 и IRAS 2A, выполненным с помощью высокочувствительного прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI) JWST в рамках программы наблюдений Джеймса Уэбба за молодыми протозвездами (JOYS+), наличие этих льдов теперь официально установлено.
Особый интерес для будущих исследований будет представлять материал вокруг маломассивной протозвезды IRAS 2A, которая может иметь сходство с нашим Солнцем — то есть, когда Солнце находилось на своих первоначальных стадиях более 4,6 миллиардов лет назад. Это означает, что те же химические льды, обнаруженные вокруг IRAS 2A, вероятно, присутствовали на первых этапах развития нашей солнечной системы и в конечном итоге оказались доставленными на примитивную Землю.
«Это открытие способствует решению одного из давних вопросов в астрохимии», — заявил руководитель группы и исследователь Лейденского университета Уилл Роча. «Каково происхождение КOM в космосе? Они созданы в газовой фазе или во льду? Обнаружение КOM во льду предполагает, что твердофазные химические реакции на поверхности холодных частиц пыли могут создавать сложные виды молекул».
Стоит отметить, что КОМ и раньше обнаруживались вокруг протозвезд, но в форме теплого газа. Исследования показали, что эти газы образуются, когда твердый лед напрямую превращается в такой газ, минуя жидкую фазу. Это процесс, называемый «сублимацией».
Однако обнаружение этих ледяных КOM может помочь лучше понять происхождение еще более крупных молекул в космосе.
Кроме того, ученые стремятся лучше понять, как такие молекулы, как КОМ, доставляются на планеты на последних стадиях эволюции протозвезд, когда эти звездные дети почти собрали достаточно массы из своего окружения, чтобы вызвать синтез водорода в гелий в своих ядрах.
Одно из предположений состоит в том, что, поскольку ледяные материалы легче транспортируются через планетарные диски, чем газы, КOM могут участвовать в формировании комет в виде твердого вещества. Эти кометы затем могут столкнуться с образующимися планетами, чтобы доставить эти КОМ, что потенциально позволит жизни, какой мы ее знаем, процветать.
«Все эти молекулы могут стать частью комет и астероидов и, в конечном итоге, новых планетных систем, когда ледяной материал будет перенесен внутрь планетообразующих дисков по мере развития протозвездной системы», — сказала координатор программы JOYS+ и исследователь Лейденского университета Эвин Дишок.
Команда успешно идентифицировала лед из ацетальдегида, этанола (который мы называем спиртом), метилформиата и уксусной кислоты, которая содержится в уксусе. Они также обнаружили менее сложные молекулы в форме льда, включая метан, диоксид серы, формальдегид и муравьиную кислоту, которая делает укусы пчел болезненными.
Обнаружение диоксида серы может быть особенно полезным для понимания формирования обитаемых планет вокруг звезд. Это связано с тем, что исследования показали, что это соединение, состоящее из серы и кислорода, а также других серосодержащих соединений, играло важную роль в запуске метаболических реакций на примитивной Земле.
Команда также обнаружила отрицательные ионы, которые представляют собой атомы с переизбытком электронов, в облаках газа и пыли вокруг этих протозвезд, которые могут быть важны для образования солей, которые помогают развивать химическую сложность при высоких температурах. Открытие таких ионов намекает на то, что льды вокруг этих протозвезд могут быть более сложными по составу, чем предполагалось, что делает их важными целями для будущих исследований.
«Мы с нетерпением ждем возможности шаг за шагом следовать по этому астрохимическому пути, получая больше данных JWST в ближайшие годы», — заключил Дишок.
Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»