Webb u blizini jedne mlade zvijezde pronalazi obilje molekula s ugljikom
Jedan međunardoni tim astronoma je uporabio NASA-in Svemirski teleskop James Webb kako bi njime proučio disk od plina i prašine oko jedne mlade zvijezde vrlo male mase. Istraživanje je otkrilo dosad najveći broj različitih vrsta molekula koje sadrže ugljik u nekom takvom disku. Ti rezultati ukazuju na to kakav bi mogao biti kemijski sastav potencijalnih planeta koji bi se mogli oblikovati oko te zvijezde.
Vjerojatnije je da će se oko zvijezda male mase oblikovati stjenoviti planeti, negoli plinoviti divovi, što znači da su takva mala tijela najčešća vrsta planeta u stazama oko najčešćih zvijezda u našoj galaktici! Malo što se zna o kemijskom sastavu tih svjetova: taj bi sastav mogao biti sličan Zemljinom, ali bi se mogao i jako razlikovati od njega. Proučavajući diskove iz kojih se takvi planeti oblikuju, astronomi se nadaju bolje razumjeti proces nastanka planeta i sastave planeta koje on proizvodi.
Planetorodne diskove oko zvijezda vrlo male mase je teško proučavati jer su oni manji i bljeđi od diskova oko zvijezda velike mase. Jedan istraživački program, nazvan pretraživanje MIRI MINDS (Mid-Infrared Instrument Mid-INfrared Disk Survey), nastoji koristeći jedinstvene Webbove sposobnosti premostiti jaz između onoga što znamo o kemijskom sastavu tih diskova i poznatih svojstava egzoplaneta. "Webb posjeduje veću osjetljivost i spektralnu razlučivost od ranijih infracrvenih teleskopa", pojašnjava Aditya Arabhavi, prva autorica znanstvenog rada kojim je opisano ovo istraživanje, iz Sveučilišta Groningena (Nizozemska). "Takva promatranja nije moguće provesti sa Zemlje jer naša atmosfera zaustavlja emisiju iz diskova."
U ovom novom istraživanju, znanstvenici su se usredotočili na zvijezdu poznatu kao ISO-ChaI 147, staru od 1 do 2 milijuna godina i s masom od samo 0,11 Sunčevih masa. (Ta se zvijezda nalazi u zviježđu Kameleona, nedaleko od južnog nebeskog pola. Prim. prev.) Spektar dobiven Webbovim MIRI-jem otkriva najbogatiji dosad viđeni sadržaj ugljičnih molekula u nekom protoplanetarnom disku: u njemu je zabilježeno 13 različitih vrsta molekula koje sadrže taj element. Po prvi put je izvan Sunčevog sustava uočen etan (C2H6), a spektar je pokazao i prisutnost etilena (C2H4), propina (C3H4) i metilnog radikala (CH3).
"Te su molekule već bile detektirane u Sunčevom sustavu, primjerice u kometima kakvi su 67P/Čurjumov-Gerasimenko i C/2014 Q2 (Lovejoy)", dodaje Arbahavi. "Webb nam je omogućio da uvidimo kako te molekule ugljikovodika nisu samo raznovrsne, već i to da ih ima u izobilju. Čudesno je to što možemo pratiti njihov ples u kolijevkama planeta. Taj planetorodni okoliš se prilično razlikuje od predodžbe koju obično imamo kada razmišljamo o takvim mjestima."
Istraživački tim ističe da to što je otkriveno istraživanjem ima velikog utjecaja na kemizam unutarnjeg dijela diska i planeta koji bi mogli tamo nastati. Budući je Webb otkrio da je disk tako bogat ugljikom, u krutinama od kojih će se oblikovati planeti je vjerojatno ostalo vrlo malo toga elementa. Zbog toga bi budući planeti mogli biti siromašni ugljikom. (I samu Zemlju smatramo siromašnom ugljikom.)
"To se iz temelja razlikuje od onoga što vidimo u diskovima oko zvijezda sličnih Suncu, u kojima prevladavaju molekule s kisikom, poput vode ili ugljikovog dioksida", dodaje članica istraživačkog tima Inga Kamp, iz istog sveučilišta. "Ovaj nam objekt pokazuje da takvi diskovi (tj. oni oko zvijezda male mase) predstavljaju zasebnu vrstu objekata."
"Nevjerojatno je da u objektu koji je od nas udaljen više od 600 svjetlosnih godina možemo uočiti molekule koje dobro poznajemo ovdje na Zemlji, poput benzena, pa čak i izmjeriti koliko ih tamo ima", dodaje članica tima Agnés Perrin, iz Francuskog nacionalnog centra za znanstvena istraživanja.
Ovaj istraživački tim sada namjerava proširiti svoje istraživanje tako što će pregledati još takvih diskova oko zvijezda vrlo male mase. Cilj im je doznati koliko su česti takvi ugljikom bogati diskovi u kojima nastaju terestrički planeti. "Proširenje našeg istraživanja će nam usto omogućiti da bolje shvatimo kako bi te molekule mogle nastajati", kaže član tima i glavni istraživač programa MINDS Thomas Henning, iz Astronomskog instituta Max Planck (Njemačka). "Nekoliko crta u Webbovom spektru još nije identificirano, pa će biti potrebna dodatna spektroskopska promatranja da se u potpunosti protumači to što je uočeno."
Ovo istraživanje je (još jednom) pokazalo koliko je važno da znanstvenici s različitih područja međusobno surađuju. Autori znanstvenog rada ističu da dobiveni podaci i ono što je iz njih dokučeno mogu pomoći teorijskoj fizici, kemiji i astrokemiji, sve u nastojanju da se spektri točno protumače i da se istraže novi spektralni potpisi uočljivi u ovom rasponu valnih duljina.
Znanstveni rad o ovom istraživanju je objavljen u časopisu Znanost.
Prva slika je ilustracija.
Graf ističe detekciju etana, metana, cijanoacetilena, propina i metilnog radikala.
NASA-JPL, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
https://webbtelescope.org/.../news.../2024/news-2024-121
