Високолітаючий телескоп SOFIA проливає світло туди, звідки, можливо, виникли основні будівельні блоки для життя. Недавнє дослідження, опубліковане на The Astrophysical Journal: Letters під керівництвом астрономів з Гавайського університету, серед яких співробітники Каліфорнійського університету Девіса, Університету Джонса-Хопкінса, Музею природничих наук Північної Кароліни, Аппалачського державного університету та декількох міжнародних партнерів (включаючи фінансування НАСА), розглядали тривалий час таємниця формування планети: хімічний шлях стихії сірки та її наслідки та роль у формуванні планет та життя.
Число16 на періодичній таблиці, сірка є десятим найпоширенішим елементом у Всесвіті. Сірка є не лише елементом, що бере участь у формуванні пилових зерен навколо молодих зірок, що ведуть до планет, але й підозрюється, що це необхідний будівельний елемент для життя. Дивлячись на розповсюдження сірки у Всесвіті, можна також дати нам уявлення про історію, як почалося первісне життя тут, на Землі.
Для дослідження дослідники розглядали ті, що відомі як молоді зоряні об’єкти (YSOs). Це молоді зірки на стадії, перш ніж вони почнуть плавити водень, і вони вбудовані в молекулярну хмару, багату пилом і газом. Конкретним об'єктом, на який спрямовано дослідження, був MonR2 IRS3 - протостар, що руйнується, у зорі утворює зірку Monoceros R2. Розташований у сузір'ї Моноцерів Єдиноріг (іноді також відомий як Нарвал) MonR2 IRS3 - один із багатьох YSO в регіоні, сховище протопланетного пилу та газу, що оточують руйнуюче ядро.
Після стадії YSO газ або став частиною зірки, її планетарною системою, або видувається. Потім зірка починає плавити водень у гелій, а також важчі елементи, що спостерігаються у більш масивних зірок. Таким чином, молоді зоряні об'єкти, такі як MonR2 IRS3, є ідеальними лабораторіями для дослідження таємничої хімії, що бере участь у формуванні планет і молекул, необхідних для життя.
Для дослідження команда використовувала SOFIA - Стратосферну обсерваторію NASA для інфрачервоної астрономії - перетворений літак Boeing 747SP з 2,5-метровим інфрачервоним телескопом, встановленим за розсувними дверима і спрямований перпендикулярно проти осі літака. Високолітаючий SOFIA ідеально підходить для такого дослідження, оскільки він може вийти набагато вище основної атмосферної водної пари Землі, що перешкоджає інфрачервоній астрономії.
Команда використовувала спектрограф Ехелон-Крос-Ешель ("EXES"), встановлений на телескопі SOFIA. Mon2 IRS3 раніше спостерігався для дослідження окису вуглецю (СО) за допомогою інструменту NIRSPEC на великому наземному телескопі Keck II, і ці спостереження допомогли повідомити розслідування SOFIA діоксиду сірки (SO2), молекула, яка вважається сховищем сірки в протопланетних системах. Силіус, найяскравіша зірка на небі, також спостерігався для калібрування даних. Спостереження EXES дозволили спостерігачам оцінити ширину спектральної лінії SO2 в зореутворюючому регіоні вперше, а також здобути уявлення про достаток цієї молекули як резервуару сірки. Наприклад, вузькі лінії від теплого СО2 газ передбачає сублімацію льоду через тепло з формуючого ядра, тоді як широкі лінії вказують на удари, що розпилюють сірку з дрібних зерен. Це дослідження виявило нижню межу для SO2 достатку, і визначили, що льоди, сублімовані з гарячого ядра MonR2 IRS3, можуть бути джерелом SO2 газ.
Слідом за Сіркою
Спостереження за процесом сірки в YSO є інтригуючими. Вперше команда спостерігала за формуванням СО2 (діоксид сірки) в гарячому ядрі, що свідчить про те, що такий спосіб утворення є принаймні таким же ефективним, як і при ударах. Крім того, цей процес може бути важливим у меншій масі (тобто, більш подібній до нашої Сонячної системи, коли вона формувалася ~ 4,57 мільярда років тому) YSO, які майбутні спостереження можуть допомогти підтвердити.
Майбутня робота також може допомогти встановити відносну важливість інших примітивних резервуарів сірки. Дивлячись на сірководень в YSO, який вважався головним фактором сірки в примітивній Сонячній системі, - показує, що простий радіаційний нагрів і легкі удари є принаймні настільки ж ефективними в утворенні та розподілі сірки, як раніше вважалося від розпилення, сильних ударів . Це також свідчить про міцний зв’язок між резервуарами сірки, які спостерігаються у нашій власній Сонячній системі в Кометі 67 / П Чурюмов-Герасименко, які досліджувались місією Європейського космічного агентства Розетта з 2014 по 2016 рік.
"Ці спостереження, зроблені телескопом SOFIA, є ключовими для розкриття деяких секретів протопланетних молекулярних резервуарів", - сказала доктор Рейчел Сміт (Музей природничих наук Північної Кароліни / Аппалачський державний університет). Космічний журнал. "Завдяки таким зв'язкам між різними наборами даних для одного об'єкта ми можемо врешті створити всебічну картину еволюції планет і молекул, необхідних для життя".
Що далі для нових спостережень? Щоб підтвердити гіпотезу про ЗО2 водойми, необхідні подальші спостереження за вмістом сірки, що містяться в сері, з майбутніх місій, таких як космічний телескоп "Джеймс Вебб", запущений у 2021 році, і, можливо, з використанням знову включеної, знову відключеної місії WFIRST (широкосмуговий інфрачервоний космічний телескоп), яка була знята з нуля. у проекті бюджету НАСА на 2007 рік.
Із запуском нових телескопів та вдосконаленням існуючих, у майбутньому декаді можна вступити до «золотої доби інфрачервоної астрономії», що дозволить астрономам простежити елементи до своїх первинних діалогів.
