Przełomowe odkrycie w poszukiwaniu życia w kosmosie. Teleskop Webba dostrzegł coś niespodziewanego
Związki węgla stanowią podstawę wszelkiego znanego życia. Skąd jednak biorą się te pierwsze cegiełki, z których powstają organizmy żywe? Wygląda na to, że naukowcy znaleźli odpowiedź na to pytanie w Mgławicy Oriona.
Czy w kosmosie istnieje życie? To jedno z najstarszych i najbardziej fascynujących pytań, jakie zadaje sobie ludzkość. Aby na nie odpowiedzieć, naukowcy poszukują śladów związków chemicznych, które są niezbędne do powstania i funkcjonowania organizmów żywych.
Ten związek jest podstawą życia
Jony molekularne zawierające węgiel są szczególnie ważne, ponieważ reagują z innymi małymi cząsteczkami, tworząc bardziej złożone związki organiczne nawet w niskich temperaturach międzygwiazdowych. Jednym z takich jonów opartych na węglu jest karbokation metylowy CH3+, czyli cząsteczka zbudowana z atomu węgla i trzech atomów wodoru, która ma dodatni ładunek elektryczny. W latach 70. XX wieku naukowcy uznali, że CH3+ ma szczególne znaczenie. Wynika to z fascynującej właściwości CH3+, która polega na tym, że reaguje on z szeroką gamą innych cząsteczek.
Karbokation metylowy jest kluczowym molekularnym budulcem życia, ponieważ może sprzyjać reakcjom chemicznym, które tworzą bardziej złożone cząsteczki węglowe - niezbędne do budowy białek, kwasów nukleinowych i innych organicznych substancji. Naukowcy teoretyzowali, że karbokation metylowy może być podstawą chemii organicznej, a nawet życia, we wszechświecie.
Jednak nikt nie wykrył tej cząsteczki poza naszym układem słonecznym, dopóki naukowcy nie skierowali teleskopu Jamesa Webba na młody układ gwiezdny w Mgławicy Oriona, olbrzymim obszarze formowania się gwiazd położonym 1350 lat świetlnych od Ziemi.
Życiodajne promieniowanie
Na zdjęciach z teleskopu Webba widać część Mgławicy Oriona, gdzie karbokation metylowy został wykryty w młodym układzie gwiezdnym. Jest to pierścień gazu, kurzu i skał okrążający gwiazdę - materiał, który może kiedyś skleić się w planetę. To tam Webb dostrzegł pierwszy obcy karbokation metylowy znany nauce.
Sygnał CH3+ został wykryty w dysku protoplanetarnym gwiazdy d203-506, który znajduje się około 1350 lat świetlnych stąd, w Mgławicy Oriona. Gwiazda w d203-506 jest małym czerwonym karłem o masie zaledwie jednej dziesiątej masy Słońca, a jej system jest bombardowany silnym promieniowaniem ultrafioletowym z pobliskich gorących, młodych, masywnych gwiazd.
Naukowcy są przekonani, że większość dysków protoplanetarnych, w których formują się planety, przechodzi przez okres intensywnego promieniowania ultrafioletowego. Fascynujące jest to, że dowody z meteorytów sugerują, że dysk protoplanetarny, z którego powstał nasz Układ Słoneczny, był również wystawiony na działanie ogromnej ilości promieniowania ultrafioletowego.
Zwykle mówi się, że promieniowanie UV zniszczy złożone cząsteczki organiczne, a więc odkrycie CH3+ może wydawać się niespodzianką. Naukowcy twierdzą jednak, że promieniowanie UV tak naprawdę może stanowić źródło energii niezbędnej do powstania CH3. Po utworzeniu promuje dodatkowe reakcje chemiczne w celu zbudowania bardziej złożonych cząsteczek węgla.
Najnowsze odkrycie ujawnia procesy chemiczne, które mogą prowadzić do powstania życia pozaziemskiego. Karbokation metylowy jest jednym z pierwszych związków węglowych, które powstają w przestrzeni kosmicznej pod wpływem promieniowania ultrafioletowego z gwiazd. Następnie może reagować z innymi atomami i cząsteczkami, tworząc coraz bardziej złożone i różnorodne struktury. Niektóre z nich mogą być niezbędne do stworzenia warunków sprzyjających życiu na planetach.
To wyraźnie pokazuje, że promieniowanie ultrafioletowe może całkowicie zmienić chemię dysku protoplanetarnego. W rzeczywistości może odgrywać kluczową rolę na wczesnych etapach chemicznych początków życia
– wyjaśnia Olivier Berné z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych w Tuluzie, główny autor badania.
Kolejny krok do rozwiązania zagadki życia
Teleskop Jamesa Webba to najnowszy i najpotężniejszy teleskop kosmiczny na świecie. Jego głównym celem jest badanie początków wszechświata i poszukiwanie planet pozasłonecznych oraz oznak życia.
Mgławica Oriona jest widoczna gołym okiem na bardzo ciemnym niebie, ale potrzebny jest potężny teleskop, aby zidentyfikować cząsteczki, które ją tworzą. Podczas gdy do badania Mgławicy Oriona naukowcy używali innych teleskopów, w tym Hubble'a, tylko teleskop Webb ma moc wykrycia karbokationu metylowego. Dzieje się tak dlatego, że Webb analizuje długości fal pewnego rodzaju promieniowania elektromagnetycznego zwanej podczerwienią, pochodzącej od odległych obiektów w przestrzeni. To skarbnica informacji dla astronomów, ponieważ każdy pierwiastek chemiczny emituje i pochłania światło o określonych długościach fal.
To odkrycie nie tylko potwierdza niewiarygodną czułość Webba, ale także potwierdza postulowane centralne znaczenie CH3+ w chemii międzygwiezdnej
- powiedziała Marie-Aline Martin-Drumel z University of Paris-Saclay we Francji, członkini zespołu naukowego.
Odkrycie metylu kationu w Mgławicy Oriona jest więc kolejnym krokiem w rozwiązywaniu zagadki życia w kosmosie. Pokazuje, że teleskop Webb jest potężnym narzędziem do badania chemii międzygwiezdnej i poszukiwania śladów życia poza Ziemią.
