Телескоп Джеймса Вебба (JWST) увійшов в історію, виявивши складні органічні молекули (COM), заморожені в пилу навколо молодої зірки у Великій Магеллановій Хмарі (LMC), галактиці, розташованій за межами нашого Чумацького Шляху. Це відкриття є першим випадком, коли ці життєво важливі компоненти були виявлені за межами нашої галактики.
LMC, карликова галактика, розташована приблизно за 163 000 світлових років від Землі, є унікальною космічною лабораторією для астрономів. Він багатий газом і пилом, але містить менше важких елементів порівняно з Чумацьким Шляхом. Ця різниця в складі може допомогти нам зрозуміти, як розвивалася органічна хімія на ранніх стадіях Всесвіту.
Марта Севіло та її команда з Університету Меріленда використовували потужний інструмент спостережень JWST в середньому інфрачервоному діапазоні (MIRI), щоб вдивитися крізь обертові хмари навколо масивної протозірки ST6. У цьому крижаному середовищі такі молекули, як ацетальдегід, оцтова кислота, етанол, метанол і метилформамід, були ідентифіковані як крижані покриви на порошинках. Ці SOM знайомі нам на Землі; ми використовуємо їх у промислових процесах або знаходимо їх у повсякденних продуктах, таких як оцтова кислота (оцтова кислота) та алкогольні напої (етанол і метанол). Але їх значення виходить за межі їхнього земного застосування.
У космічному масштабі ці молекули діють як будівельні блоки для ще складніших структур — «молекул другого покоління» — необхідних для життя, яким ми його знаємо, наприклад амінокислот і компонентів РНК. Знаходження цих основних компонентів, заморожених у крижаних шарах навколо ST6, дає нам моментальний знімок найраніших стадій формування зірок і планет.
Дивлячись на ранню хімію
Це відкриття змінило правила гри, оскільки виявити COM у замороженому стані набагато складніше, ніж спостерігати за ними як за газами. Хоча газоподібні SOM були знайдені навколо молодих зірок раніше, їхні заморожені аналоги дають цінні підказки про еволюцію хімії в цих ембріональних зіркових розплідниках.
До того, як ядро протозірки значно нагріється, температура коливається біля абсолютного нуля, дозволяючи складним молекулам кристалізуватися на порошинках, подібних до льоду. Коли ядро нагрівається, цей лід випаровується (переходить безпосередньо з твердого стану в газ), вивільняючи COM для подальших хімічних реакцій. Ця газоподібна фаза дозволяє синтезувати ще більш складні молекули, життєво важливі для життя – пропан-1-ол, пропінал і, можливо, амінокислоти.
Однак ці речовини ще не були виявлені навколо ST6. Наявність заморожених COM навколо цієї протозірки дає нам уявлення про первісний бульйон, де народжуються зірки, натякаючи на поступове збирання складних органічних молекул, які зрештою призвели до життя на нашій планеті.
Відкриті запитання: пошук триває
Хоча команда підтвердила кілька конкретних SOM, їхній аналіз також виявив щонайменше чотирнадцять неідентифікованих ліній поглинання в спектрі ST6 — потенційні сигнатури невідомих молекул. Серед цих невідомих є гліколевий альдегід, ключовий попередник рибози, важливого компонента РНК. Хоча це багатообіцяюче відкриття, необхідні подальші лабораторні дослідження, щоб остаточно підтвердити його наявність.
«Імовірно, у крижаних покривах навколо ST6 є більше SOM», — підкреслює Севіло, підкреслюючи величезний масштаб цієї космічної головоломки, яку ще належить дослідити. «Наші результати показують необхідність проведення додаткових лабораторних експериментів».
Це революційне відкриття JWST відкриває нову главу в нашому розумінні того, як цеглинки життя виникають серед хаосу народження зірок. LMC з його унікальним хімічним середовищем стає ще більш важливим місцем для вивчення цих ранніх етапів еволюції органіки та отримання інформації про терміни появи життя у Всесвіті.
