Teleskop Jamesa Webba odkrywa budulce życia w Mgławicy Oriona
Astrofotografowie znają Mgławicę Oriona głównie ze względu na jej piękno. Będąc jednym z najjaśniejszych obiektów głębokiego nieba, wielu decyduje się sfotografować go lustrzanką cyfrową lub bezlusterkowcem i teleskopem. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykonał w zeszłym roku własne zdjęcie tej wspaniałej mgławicy, a teraz dokonał fascynującego odkrycia. Wewnątrz dysku szczątków w mgławicy znajduje się niezbędna cząsteczka tworząca życie. I wierzcie lub nie, ale to pierwszy raz, kiedy został zauważony w kosmosie!
Specjalna cząsteczka, zwana kationem metylu (CH3+), jest rodzajem związku węgla, który odgrywa kluczową rolę w powstawaniu życia. Aby dokonać tego ekscytującego odkrycia, teleskop Webba wykorzystał instrumenty NIRCam i MIRI do zbadania części mgławicy, w której rodzą się nowe, jasne gwiazdy. Gwiazdy te emitują rodzaj światła znanego jako promieniowanie jonizujące, powodujące świecenie pobliskiego gazu i pyłu. Ale ta poświata to coś więcej niż tylko cukierek dla oczu dla nas tutaj na Ziemi. Pozwala instrumentom spektroskopowym badać skład dysku, dzieląc światło gwiazd na różne długości fal i sprawdzając, które z nich zostały pochłonięte.
Ta grafika przedstawia obszar w centrum Mgławicy Oriona, który był badany przez zespół. Mgławica znajduje się około 1350 lat świetlnych od Ziemi. Największy obraz, po lewej, pochodzi z instrumentu NIRCam Webba. Po prawej teleskop koncentruje się na mniejszym obszarze, gdzie zespół użył instrumentu MIRI Webba, aby dodać głębi swoim badaniom. W tych obrazach wykorzystano łącznie osiemnaście filtrów w instrumentach MIRI i NIRCam, obejmujących zakres długości fal od 1,4 mikrona w bliskiej podczerwieni do 25,5 mikrona w średniej podczerwieni. Szczegółowy opis był niezbędny zespołowi do zbadania światła z dysków protoplanetarnych i przeanalizowania unikalnych cech ujawnionych przez Webba za pomocą spektroskopii z jego instrumentów MIRI i NIRSpec. Autorzy: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), zespół PDRs4All ERS
Kiedy naukowcy połączyli dane z NIRCam i MIRI, byli w stanie zidentyfikować obecność kationu metylowego. Ta oparta na węglu cząsteczka odgrywa kluczową rolę w chemii organicznej, pomagając łączyć się innym cząsteczkom węgla. Ukrywał się w dysku planetarnym krążącym wokół maleńkiego czerwonego karła o nazwie d203-506, znajdującego się około 1350 lat świetlnych od nas. Ten układ gwiezdny jest młody i otrzymuje wysoki poziom promieniowania ultrafioletowego od pobliskich gwiazd. Co ciekawe, chociaż ten rodzaj promieniowania często rozkłada cząsteczki organiczne, wydaje się, że w tym przypadku odegrał rolę w tworzeniu kationu metylowego.
To zdjęcie przedstawia widok NIRCam na region Orion Bar badany przez zespół astronomów. Skąpany w ostrym świetle ultrafioletowym z gwiazd Gromady Trapez, jest obszarem intensywnej aktywności, z powstawaniem gwiazd i aktywną astrochemią. To sprawiło, że było to idealne miejsce do badania dokładnego wpływu promieniowania ultrafioletowego na skład molekularny dysków gazu i pyłu otaczających nowe gwiazdy. Promieniowanie niszczy gaz i pył mgławicy w procesie znanym jako fotoparowanie; tworzy to bogaty gobelin wnęk i włókien, które wypełniają widok. Promieniowanie jonizuje również cząsteczki, powodując, że emitują światło – nie tylko tworzy to piękny widok, ale także pozwala astronomom badać cząsteczki za pomocą widma emitowanego przez nie światła uzyskanego za pomocą instrumentów MIRI i NIRSpec firmy Webba. Autorzy: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), zespół PDRs4All ERS
To zamglone zdjęcie to widok Webba na mały obszar Mgławicy Oriona, wykonany za pomocą instrumentu MIRI. Wypełniona gazem i pyłem Mgławica Oriona jest regionem bogatym w gwiazdy. Nowonarodzone i młode gwiazdy emitują ostre promieniowanie ultrafioletowe, które jonizuje mgławicę, powodując, że emituje ona światło w zakresie podczerwieni. MIRI jest czuły na emisję długofalową średniej podczerwieni, uwydatniając warstwy gorących gazów po obu stronach pręta Oriona, który rozciąga się przez środek. Obszar uchwycony tutaj przez MIRI jest znacznie mniejszy niż widok z kamery NIRCam, ale zawiera niezwykłą ilość szczegółów, dzięki niespotykanej czułości MIRI na tych dłuższych falach.
Ten powiększony obraz MIRI poprzeczki Oriona zawiera młody system dysku protoplanetarnego gwiazda, nazwany d203-506, który zespół astronomów przeczesywał w poszukiwaniu kluczowych cząsteczek organicznych. Wkład MIRI w obserwację d203-506 miał kluczowe znaczenie dla uzyskania najszerszego zakresu widm układu, niezbędnych do potwierdzenia wykrycia kationu metylowego. W szczególności cząsteczka ma silną linię widmową przy około 7 mikronach, czyli długości fali niemożliwej do wykrycia przez ziemską atmosferę, ale dzięki wbudowanej spektroskopii MIRI zespół był w stanie jednoznacznie potwierdzić obecność kationu metylowego. Autorzy: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), zespół PDRs4All ERS
Naukowcy sugerują, że energia z promieniowania może pomagać w tworzeniu cząsteczki. Stwierdzono, że inne pobliskie dyski, które nie są skąpane w tak dużym promieniowaniu, zawierają więcej wody. Z drugiej strony dysk wokół d203-506 nie miał wody.
Wyniki tych przełomowych badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature. „To wyraźnie pokazuje, że promieniowanie ultrafioletowe może całkowicie zmienić chemię dysku protoplanetarnego” – powiedział w oświadczeniu Olivier Berné, główny autor z Uniwersytetu w Tuluzie. „Może faktycznie odgrywać kluczową rolę na wczesnych etapach chemicznych początków życia, pomagając w produkcji CH3 + – coś, co być może wcześniej było niedoceniane”.
Chociaż nie jest to ściśle związane z fotografią, od jakiegoś czasu śledzimy fotografię kosmiczną. Nie można zaprzeczyć, że są prawdziwą gratką, zwłaszcza jeśli sam interesujesz się astronomią lub astrofotografią. Myślę jednak, że to odkrycie przypomina nam o głównym celu teleskopów kosmicznych, a mianowicie obalaniu tajemnic Wszechświata i pomaganiu nam dowiedzieć się o nim jak najwięcej.
[via Digital Trends, lead image credits: NASA, ESA, CSA, PDRs4All ERS; Image processing: S. Fuenmayor]
