Телескоп Джеймса Вебба (JWST) вошел в историю, обнаружив сложные органические молекулы (СОМ), замерзшие в пыли вокруг молодой звезды в Большом Магеллановом Облаке (БМО), галактике, расположенной за пределами нашей собственной Млечный Путь. Это открытие стало первым случаем обнаружения этих жизненно важных компонентов для жизни вне нашей галактической окрестности.
БМО — карликовая галактика, находящаяся примерно в 163 000 световых лет от Земли, — предоставляет уникальную космическую лабораторию для астрономов. Она богата газом и пылью, но содержит меньше тяжелых элементов по сравнению с Млечным Путем. Это различие в составе может помочь нам понять, как эволюционировала органическая химия во вселенной в ранние этапы ее существования.
Марта Севило и ее команда из Университета штата Мэриленд использовали мощный инструмент наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне (MIRI) JWST, чтобы взглянуть сквозь вращающиеся облака вокруг массивной протозвезды ST6. В этой ледяной среде молекулы, такие как ацетальдегид, уксусная кислота, этанол, метанол и метиловый формаmide были идентифицированы как ледяные покровы на пылинках. Эти СОМ знакомы нам на Земле; мы используем их в промышленных процессах или встречаем их в повседневных продуктах, таких как уксусная кислота (уксусная кислота) и спиртные напитки (этанол и метанол). Но их значение выходит за рамки их земных применений.
На космическом масштабе эти молекулы действуют как строительные блоки для еще более сложных структур — «молекул второго поколения», необходимых для жизни, как мы ее знаем, таких как аминокислоты и компоненты РНК. Обнаружение этих основных компонентов, замерзших в ледяных покрывалах вокруг ST6, дает нам фотографию самых ранних этапов формирования звезд и планет.
Глядя на раннюю химию
Это открытие является переломным моментом, потому что обнаружение СОМ в замороженном состоянии гораздо труднее, чем наблюдение за ними как газов. В то время как газовые СОМ были найдены вокруг молодых звезд ранее, их замерзшие аналоги дают ценные подсказки о развитии химии в этих находящихся в зачаточном состоянии звёздных детских садах.
Прежде чем ядро протозвезды существенно нагреется, температуры держатся около абсолютного нуля, позволяя сложным молекулам кристаллизоваться на пылинках как ледяные покровы. По мере того как ядро становится горячее, этот лёд испаряется (переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное), высвобождая СОМ для дальнейших химических реакций. Эта газообразная фаза позволяет синтезировать еще более сложные молекулы, жизненно важные для жизни — пропан-1-ол, пропиналь и, возможно, аминокислоты.
Однако эти вещества ещё не были обнаружены вокруг ST6. Наличие замороженных СОМ вокруг этой протозвезды дает нам представление о первичном бульоне, где рождаются звезды, намекая на постепенное собирание сложных органических молекул, которые в конечном итоге привели к жизни на нашей планете.
Незакрытые вопросы: продолжается поиск
Хотя команда подтвердила несколько конкретных СОМ, их анализ также выявил как минимум четырнадцать неопознанных линий поглощения в спектре ST6 — потенциальные следы неизвестных молекул. Среди этих неизвестных — гликолальдегид, ключевой предшественник рибозы, важного компонента РНК. Несмотря на то что это многообещающее открытие, необходимы дальнейшие лабораторные исследования для окончательного подтверждения его присутствия.
«Вероятно, в ледяных покровах вокруг ST6 присутствует больше СОМ», — подчеркивает Севило, подчёркивая огромный масштаб этой космической головоломки, который ещё предстоит исследовать. «Наши результаты показывают необходимость проведения более лабораторных экспериментов.»
Это новаторское открытие JWST открывает новую главу в нашем понимании того, как строительные блоки жизни возникают посреди хаоса рождения звезд. БМО с ее уникальной химической средой становится ещё более важным местом для изучения этих ранних этапов органической эволюции и получения информации о сроках возникновения жизни во вселенной.
