Augsti lidojošais SOFIA teleskops izgaismo to, no kurienes varētu būt cēlušies daži no dzīves pamatiem. Nesenais pētījums publicēts Astrofizikas žurnāls: Vēstules Havaju universitātes astronomu vadībā, tostarp līdzstrādnieki no Kalifornijas Deivisa universitātes, Džona-Hopkinsa universitātes, Ziemeļkarolīnas Dabaszinātņu muzeja, Apalačijas Valsts universitātes un vairākiem starptautiskiem partneriem (ieskaitot NASA finansējumu), tika aplūkots ilgstošs noslēpums planētu veidošanā: elementa sēra ķīmiskais ceļš, tā nozīme un loma planētu veidošanā un dzīvē.
Numurs16 uz periodiskās tabulas, sērs ir desmitais visizplatītākais elements Visumā. Tiek uzskatīts, ka ne tikai sērs ir marķiera elements, kas veido putekļu graudus ap jaunām zvaigznēm, kas ved uz planētām, bet arī tas, ka tas ir nepieciešams dzīves elements. Apskatot sēra sadalījumu Visumā, mēs varētu arī gūt ieskatu stāstā par to, kā primitīvā dzīve sākusies šeit uz Zemes.
Pētījumam pētnieki apskatīja tā sauktos jaunos zvaigžņu objektus (YSO). Tās ir jaunas zvaigznes stadijā, pirms tās sāk sakausēt ūdeņradi, un tās ir iestrādātas molekulārā mākonī, kas bagāts ar putekļiem un gāzi. Konkrētais pētījumā apskatītais objekts bija MonR2 IRS3, sabrūkošais protostars Monoceros R2 zvaigžņu veidošanās reģionā. Atrodas Monoceros zvaigznājā Vienradzis (dažreiz pazīstams arī kā Narwhal) MonR2 IRS3 ir viens no daudzajiem YSO reģionā, protoplanetāro putekļu un gāzes krātuve, kas apņem sabrūkošo serdi.
Pēc YSO posma gāze ir vai nu kļuvusi par zvaigznes daļu, tās planētu sistēmu, vai arī ir izpūsta. Pēc tam zvaigzne sāk sakausēt ūdeņradi hēlijā, kā arī smagos elementus, kas redzami masīvākās zvaigznēs. Jaunie zvaigžņu objekti, piemēram, MonR2 IRS3, tādējādi ir ideālas laboratorijas noslēpumainās ķīmijas izpētei, kas saistīta ar dzīvībai nepieciešamo planētu un molekulu veidošanos.
Pētījumam komanda izmantoja SOFIA - NASA Stratosfēras infrasarkanās astronomijas observatoriju - pārveidotu Boeing 747SP lidmašīnu ar 2,5 metru infrasarkano teleskopu, kas uzstādīts aiz bīdāmām durvīm un vērsts perpendikulāri pret gaisa kuģa asi. Augsti lidojošs SOFIA ir ideāls šādam pētījumam, jo tas var nokļūt tālu virs Zemes atmosfēras ūdens tvaiku lielākās daļas, kas kavē infrasarkano staru astronomiju.
Komanda izmantoja augstas izšķirtspējas Echelon-Cross-Echelle Spectrograph (“EXES”), kas uzstādīts uz SOFIA teleskopa. Mon2 IRS3 iepriekš tika novērots pētījumā par oglekļa monoksīdu (CO), izmantojot NIRSPEC instrumentu uz lielā, uz zemes esošā Keck II teleskopa, un šie novērojumi palīdzēja informēt SOFIA par sēra dioksīda (SO) izmeklēšanu2), molekula, kas, domājams, ir sēra krātuve protoplanetārajās sistēmās. Tika novērota arī Sirius, spožākā zvaigzne debesīs, lai kalibrētu datus. EXES novērojumi ļāva novērotājiem noteikt SO spektrālās līnijas platumu2 pirmo reizi zvaigžņu veidošanās reģionā, kā arī gūt ieskatu šīs molekulas kā sēra rezervuāra pārpilnībā. Piemēram, šauras līnijas no silta SO2 gāze ierosina ledus sublimāciju caur veidojošās serdes karstumu, savukārt platas līnijas norāda uz satricinājumiem, kas izskalo sēru no maziem graudiem. Šajā pētījumā tika konstatēta zemākā SO līmeņa robeža2 pārpilnību, un noteica, ka SO avots var būt ledus, kas sublimēti no MonR2 IRS3 karstā kodola2 gāze.
Pēc sēra
Sēra procesa novērojumi YSO ir intriģējoši. Pirmoreiz komanda novēroja SO veidošanos2 (sēra dioksīds) karstā kodolā, kas parāda, ka šis veidošanās veids ir vismaz tikpat efektīvs kā triecienos. Turklāt šis process var būt svarīgs mazākas masas (t.i., vairāk līdzīgs mūsu Saules sistēmai, kad tā veidojās pirms ~ 4,57 miljardiem gadu) YSO, ko turpmākie novērojumi var palīdzēt apstiprināt.
Turpmākais darbs var arī palīdzēt noteikt citu primitīvo sēra rezervuāru relatīvo nozīmi. Aplūkojot sērūdeņradi YSO - domājams, ka tas ir galvenais sēra veicinātājs primitīvajā Saules sistēmā - parāda, ka vienkārša izstarojoša sildīšana un viegli triecieni ir vismaz tikpat efektīvi sēra veidošanā un izplatīšanā, kā iepriekš tika domāts no izsmidzināšanas, spēcīgiem triecieniem. . Tas liecina arī par ciešu saikni starp sēra rezervuāriem, kas redzami mūsu pašu Saules sistēmā Comet 67 / P Churyumov-Gerasimenko, ko pētīja Eiropas Kosmosa aģentūras misija Rosetta no 2014. līdz 2016. gadam.
"Šie novērojumi, kas veikti ar SOFIA teleskopu, ir atslēga, lai atsāktu protoplanetāro molekulāro rezervuāru noslēpumu atklāšanu," stāstīja Dr. Rasela Smita (Ziemeļkarolīnas Dabaszinātņu muzejs / Apalaču Valsts universitāte). Žurnāls Kosmoss. "Izmantojot šādus savienojumus starp dažādām datu kopām vienam objektam, mēs galu galā varam izveidot visaptverošu attēlu par planētu un dzīvībai nepieciešamo molekulu attīstību."
Kas notiks pēc jauniem novērojumiem? Lai palīdzētu apstiprināt iebildumu hipotēzi2 rezervuārs, pēc sēra saturošu ledu novērojumi ir nepieciešami no gaidāmajām misijām, piemēram, Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa palaišanas 2021. gadā, un, iespējams, izmantojot atkal ieslēgtu, atkal izslēgtu WFIRST misiju (platā lauka infrasarkanā kosmosa teleskopu), kas tika nulle NASA FY 2020 budžeta priekšlikumā.
Ieviešot jaunus teleskopus un uzlabojot esošos, nākamajās dekādēs mēs varētu iekļūt “infrasarkanās astronomijas zelta laikmetā”, ļaujot astronomiem mikroelementus atgriezt pie sākotnējām oriģinālām.
