Teleskop Jamese Webba (JWST) se zapsal do historie tím, že detekoval složité organické molekuly (COM) zamrzlé v prachu kolem mladé hvězdy ve Velkém Magellanově mračnu (LMC), galaxii nacházející se mimo naši vlastní Mléčnou dráhu. Tento objev je prvním případem, kdy byly tyto životně důležité složky objeveny mimo naše galaktické sousedství.
LMC, trpasličí galaxie nacházející se přibližně 163 000 světelných let od Země, poskytuje astronomům unikátní vesmírnou laboratoř. Je bohatá na plyn a prach, ale ve srovnání s Mléčnou dráhou obsahuje méně těžkých prvků. Tento rozdíl ve složení nám může pomoci pochopit, jak se organická chemie vyvíjela v raných fázích vesmíru.
Martha Sevilo a její tým z University of Maryland využili výkonný střední infračervený pozorovací přístroj JWST (MIRI) k nahlédnutí skrz rotující mraky kolem hmotné protohvězdy ST6. V tomto ledovém prostředí byly molekuly jako acetaldehyd, kyselina octová, ethanol, metanol a methylformamid identifikovány jako ledové vrstvy na prachových zrnech. Tyto SOM jsou nám na Zemi známé; používáme je v průmyslových procesech nebo je najdeme v každodenních produktech, jako je kyselina octová (kyselina octová) a alkoholické nápoje (etanol a metanol). Ale jejich význam přesahuje jejich pozemské aplikace.
V kosmickém měřítku tyto molekuly fungují jako stavební kameny pro ještě složitější struktury – „molekuly druhé generace“ – nezbytné pro život, jak jej známe, jako jsou aminokyseliny a složky RNA. Nalezení těchto hlavních složek zamrzlých v ledových plátech kolem ST6 nám poskytuje snímek nejranějších fází formování hvězd a planet.
Podíváme se na ranou chemii
Tento objev mění hru, protože detekce COM ve zmrazeném stavu je mnohem obtížnější než pozorovat je jako plyny. Zatímco plynné SOM byly kolem mladých hvězd nalezeny již dříve, jejich zmrazené protějšky poskytují cenná vodítka o vyvíjející se chemii v těchto embryonálních hvězdných porodnicích.
Než se jádro protohvězdy výrazně zahřeje, teploty se pohybují blízko absolutní nuly, což umožňuje složitým molekulám krystalizovat na prachových zrnech jako na vrstvách ledu. Jak se jádro zahřívá, tento led se vypařuje (přechází přímo z pevné látky na plyn) a uvolňuje COM pro další chemické reakce. Tato plynná fáze umožňuje syntézu ještě složitějších molekul životně důležitých – propan-1-olu, propynalu a případně aminokyselin.
Kolem ST6 však tyto látky dosud nebyly detekovány. Přítomnost zmrzlých COM kolem této protohvězdy nám umožňuje nahlédnout do prvotní polévky, kde se rodí hvězdy, což naznačuje postupné skládání složitých organických molekul, které nakonec vedly k životu na naší planetě.
Otevřené otázky: hledání pokračuje
Zatímco tým potvrdil několik specifických SOM, jejich analýza také odhalila nejméně čtrnáct neidentifikovaných absorpčních čar ve spektru ST6 – potenciální podpisy neznámých molekul. Mezi tyto neznámé patří glykolaldehyd, klíčový prekurzor ribózy, důležité složky RNA. Přestože jde o slibný nález, k definitivnímu potvrzení jeho přítomnosti jsou zapotřebí další laboratorní studie.
“V ledových příkrovech kolem ST6 je pravděpodobně více SOM,” zdůrazňuje Sevilo a zdůrazňuje obrovský rozsah této kosmické hádanky, kterou je třeba prozkoumat. “Naše výsledky ukazují potřebu dalších laboratorních experimentů.”
Tento převratný objev JWST otevírá novou kapitolu v našem chápání toho, jak se stavební kameny života objevují uprostřed chaosu zrození hvězd. LMC se svým jedinečným chemickým prostředím se stává ještě důležitějším místem pro studium těchto raných fází organické evoluce a získávání informací o načasování vzniku života ve vesmíru.
