A magas repüléssel rendelkező SOFIA távcső rávilágít arra, ahonnan az élet néhány alapvető építőeleme származhatott. A közelmúltban közzétett tanulmány Az asztrofizikai folyóirat: Letters a Hawaii Egyetem csillagászai, köztük a Kaliforniai Davis Egyetem, a Johns-Hopkins Egyetem, az Észak-karolinai Természettudományi Múzeum, az Appalachiai Állami Egyetem és több nemzetközi partner (többek között a NASA finanszírozása) munkatársainak vezetésével megvizsgálták rejtély a bolygóképződésben: az kén kémiai útja, annak következményei és szerepe a bolygók kialakulásában és az életben.
A periódusos rendszer 16. számában a kén a tizedik leggyakoribb elem az univerzumban. A kén nemcsak az a nyomjelző elem, amely a bolygókhoz vezető fiatal csillagok körül a porszemcsék képződésében részt vesz, hanem azt is feltételezik, hogy az élet szükséges építőeleme. A kén eloszlása az univerzumban szintén betekintést nyújthat nekünk a történelemről, hogy a primitív élet miként kezdődött itt a Földön.
A kutatás során a kutatók megvizsgálták az úgynevezett fiatal csillag objektumokat (YSO). Ezek fiatal csillagok egy szakaszban, mielőtt elkezdenek összeolvadni a hidrogénnel, és be vannak ágyazva egy por- és gáztartalmú molekuláris felhőbe. A vizsgálat tárgyát képező konkrét tárgy a MonR2 IRS3 volt, egy összeomló protosztár a Monoceros R2 csillagképző régióban. A Monoceros csillagképben található az Egyszarvú (néha Narwhal néven is ismert) MonR2 IRS3 a régió sok YSO-jának egyike, protoplanetáris por és gáz tárolója egy összeomló mag körül.
Az YSO szakasz után a gáz vagy a csillag részévé vált, bolygórendszerének részét képezi, vagy pedig elfújja. A csillag ezután elkezdi a hidrogén héliumba történő olvadását, valamint a hatalmasabb csillagokban látható nehezebb elemeket. A fiatal csillagtárgyak, például a MonR2 IRS3 tehát tökéletes laboratóriumok az élethez szükséges bolygók és molekulák képződésében rejlő titokzatos kémia vizsgálatához.
A tanulmányhoz a csapat a SOFIA - a NASA Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy - egy átalakított Boeing 747SP repülőgépet egy 2,5 méteres infravörös távcsövével, amely egy tolóajtó mögé volt felszerelve, és a repülőgép tengelyére merőlegesen állt. A magas repülésű SOFIA ideális egy ilyen tanulmányhoz, mivel messze meghaladhatja a Föld légköri vízgőzének nagy részét, ami akadályozza az infravörös csillagászatot.
A csapat a nagy felbontású Echelon-Cross-Echelle spektrográfot („EXES”) a SOFIA teleszkópra szerelte. A Mon2 IRS3-at korábban megfigyelték egy szén-monoxid (CO) vizsgálatában a NIRSPEC műszer segítségével, a nagy, földi Keck II távcsövön, és ezek a megfigyelések segítették a SOFIA kén-dioxid (SO2), egy olyan molekula, amelyről azt gondolják, hogy a protoplanetáris rendszerekben a kén tárolója. Az adatok kalibrálására Sirius-t, az ég legfényesebb csillagát is megfigyelték. Az EXES megfigyelések lehetővé tették a megfigyelők számára a SO spektrális vonalszélességének felmérését2 először a csillagképző régióban, és betekintést nyer ennek a molekulanak a kéntartályként való előfordulásáról. Például szűk vonalak a meleg SO-ból2 A gáz javasolja a jég szublimációját hővel a formáló magból, míg a széles vonal a kis szemcsék kénjeit kiszorító sokkokra utal. Ez a tanulmány megállapította az SO alsó határértékét2 bősége, és megállapította, hogy a MonR2 IRS3 forró magjából szublimált jégforrások képezhetik az SO forrását2 gáz.
A kén után
A kénfolyamat YSO-ban történő megfigyelése érdekes. A csapat először figyelte meg az SO kialakulását2 (kén-dioxid) forró magban, ami azt mutatja, hogy ez a képződési mód legalább annyira hatékony, mint a sokk. Ez a folyamat fontos lehet az alacsony tömegű (azaz jobban hasonlít a naprendszerünkhöz, amikor ~ 4,57 milliárd évvel ezelőtt alakult ki) YSO-kban, amelyeket a jövőbeli megfigyelések megerősíthetnek.
A jövőbeni munka segíthet meghatározni más primitív kéntartályok relatív fontosságát is. Ha megvizsgáljuk a hidrogén-szulfidot az YSO-kban - amelyről azt gondolják, hogy a primer napenergia-rendszerben a kén fő tényezője -, az egyszerű sugárzásos hevítés és az enyhe ütések legalább annyira hatékonyak a kén képződésében és eloszlásában, mint azt korábban a porlasztás, az erős ütések alapján gondoltak. . Ez azt is mutatja, hogy szoros kapcsolat van a 67. sz. Comet P / Churyumov-Gerasimenko üstökös saját napenergia-rendszerében látható kéntartályok között, amelyeket az Európai Űrügynökség 2014 és 2016 közötti Rosetta-missziója fedez fel.
"Ezek a SOFIA távcsővel végzett megfigyelések kulcsfontosságúak a protoplanetáris molekuláris rezervoárok néhány titkának felszabadításához" - mondta Dr. Rachel Smith (Észak-Karolina Természettudományi Múzeum / Appalache Állami Egyetem). Space Magazine. "Az egyes objektumok különféle adatkészletei közötti ilyen kapcsolatok révén átfogó képet készíthetünk a bolygók és az élethez szükséges molekulák fejlődéséről."
Mi lesz a következő megfigyelésekkel? Annak érdekében, hogy megerősítsük a kifogási kifogás hipotézisét2 rezervoár, kéntartalmú jégkövetési megfigyelésekre van szükség a közelgő küldetésekből, mint például a James Webb Űrtávcső, amelyet 2021-ben indítottak, és esetleg a be-, majd a WFIRST misszió (a Széles Infravörös Űrtávcső) felhasználásával, amelyet nulláztak. a NASA FY 2020 költségvetési javaslatában.
Az új távcsövek bevezetésével és a meglévők fejlesztésével a következő évtizedben beléphetünk az „infravörös csillagászat aranykorába”, lehetővé téve a csillagászok nyomelemeinek visszatérését ősi eredeti erejükhöz.
