Regiunea centrală a norului molecular Chamaeleon I, aflat la 630 de ani-lumină
Dacă doriți să construiți o planetă locuibilă, gheața este un ingredient vital, deoarece este sursa principală a mai multor elemente cheie precum carbonul, hidrogenul, oxigenul, azotul și sulful. Acestea sunt ingrediente importante atât în atmosfera planetară, cât și în molecule precum zaharurile, alcoolul și aminoacizii simpli.
O echipă internațională de astronomi care utilizează telescopul spațial James Webb al NASA a obținut un inventar detaliat al celor mai depărtate tipuri de gheață măsurate până în prezent într-un nor molecular (nor interstelar, denumit și pepinieră de formare a stelelor). Pe lângă gheață care la bază apa, echipa a reușit să identifice forme înghețate ale unei game largi de molecule, de la sulfura de carbonil, amoniac și metan, până la cea mai simplă moleculă organică complexă, metanolul. Cercetătorii au considerat că moleculele organice sunt complexe atunci când au șase sau mai mulți atomi.
Acesta este cel mai cuprinzător inventar al ingredientelor înghețate disponibile pentru generațiile viitoare de stele și planete, înainte ca acestea să fie încălzite în timpul formării stelelor tinere.
Rezultatele oferă o perspectivă asupra stadiului inițial de formare a gheții pe „grăunțele” de praf interstelar, care vor crește la dimensiuni de mărimea unui centimetru, din care se formează planetele. Aceste observații deschid o nouă fereastră asupra căilor de formare pentru moleculele simple și complexe care sunt necesare pentru a crea elementele de bază ale vieții.
Pe lângă moleculele identificate, echipa a găsit dovezi pentru molecule mai complexe decât metanolul și deși nu au atribuit definitiv aceste semnale unor molecule specifice, acest lucru demonstrează pentru prima dată că molecule complexe se formează în adâncurile înghețate ale norilor moleculari, înainte ca stelele să se nască.
Identificarea moleculelor organice complexe, cum ar fi metanolul și etanolul, sugerează, de asemenea, că numeroasele sisteme stelare și planetare care se dezvoltă în acest nor vor moșteni molecule într-o stare chimică destul de avansată. Acest lucru ar putea însemna că prezența precursorilor moleculelor prebiotice în sistemele planetare este un rezultat comun al formării stelelor, mai degrabă decât o caracteristică unică a propriului nostru sistem solar.
Astronomii au folosit lumina de la o stea de fundal, numită NIR38, pentru a ilumina norul întunecat numit Chamaeleon I. Gheața din nor a absorbit anumite lungimi de undă de lumină în infraroșu, lăsând amprente spectrale numite linii de absorbție. Aceste linii indică ce substanțe sunt prezente în norul molecular.
Prin detectarea sulfurii de carbonil înghețate cu conținut de sulf, cercetătorii au reușit să estimeze pentru prima dată cantitatea de sulf încorporată în praful pre-stelar înghețat. Deși cantitatea măsurată este mai mare decât cea observată anterior, este totuși mai mică decât cantitatea totală estimată a fi prezentă în acest nor, pe baza densității sale. Acest lucru este valabil și pentru celelalte elemente menționate în primul paragraf. O provocare cheie pentru astronomi este să înțeleagă unde se ascund aceste elemente: în gheață sau roci. Cantitatea de carbon, hidrogen, oxigen, azot și sulf din fiecare tip de material determină cât de mult din aceste elemente ajung în atmosfera exoplanetelor și cât de mult în interiorul lor.
Analiza chimică a gheții a fost efectuată prin studierea modului în care lumina stelelor de dincolo de norul molecular a fost absorbită de moleculele de gheață din nor la anumite lungimi de undă în infraroșu. Acest proces lasă în urmă amprente chimice care pot fi comparate cu datele de laborator pentru a identifica ce tip de gheață (molecule înghețate) sunt prezente în norul molecular.
Adaptare după nasa.gov.
Credit imagine: NASA, ESA, CSA, and M. Zamani (ESA)
