Webb detecteert complexe organische moleculen bij twee protosterren
Astronomen hebben met behulp van het MIRI-instrument van de Webb een verscheidenheid aan organische moleculen gedetecteerd in interstellair ijs. Deze moleculen variëren van relatief eenvoudige moleculen zoals methaan tot complexe verbindingen zoals ethanol en azijnzuur. Deze moleculen zijn aangetroffen bij een protoster met lage massa, NGC 1333 IRAS 2A en hoge massa, IRAS 23385+6053.
Complexe organische moleculen (COM’s) zijn moleculen met zes atomen of meer waaronder minimaal één koolstofatoom.
Ze zijn intrinsiek belangrijk om de chemische complexiteit te begrijpen die zich in stervormingsgebieden ontwikkelt, aangezien deze materialen de grondstof vormen voor toekomstige exoplanetaire systemen.
Wanneer dit materiaal beschikbaar wordt gemaakt in primitieve planetenstelsels kan het potentieel de bewoonbaarheid van planeten bevorderen.
In een nieuw onderzoek gebruikten de Leidse astronomen Will Rocha, Harold Linnartz en hun collega’s het Mid-Infrared Instrument (MIRI) van de Webb om de COM-ijssignaturen in twee protosterren te onderzoeken. Het gaat om de objecten NGC 1333 IRAS 2A en IRAS 23385+6053.
De konden een verscheidenheid aan COM’s identificeren, zoals ethanol en waarschijnlijk ook azijnzuur.
Volgens Dr. Rocha dragen hun bevindingen bij aan een van de al lang bestaande vagen in de astrochemie.
“Wat is de oorsprong van COM’s in de ruimte: worden ze gemaakt in de gasfase of in ijs? De detectie van COM’s in ijs suggereert dat chemische reacties in de vaste fase op de oppervlakken van koude stofkorrels complexe soorten moleculen kunnen vormen.”
“Aangezien verschillende COM’s, waaronder die welke in ons onderzoek in de vaste fase zijn gedetecteerd, eerder in de warme fase werden gedetecteerd, wordt nu aangenomen dat ze afkomstig zijn van de sublimatie van ijs.”
“Sublimatie is het direct overgaan van een vaste stof naar een gas zonder dat het eerst een vloeistof wordt.”
“Daarom maakt het detecteren van COM’s in ijs ons hoopvol over een beter begrip van de oorsprong van andere, nog grotere moleculen in de ruimte.”
De onderzoekers vonden ook eenvoudigere moleculen waaronder mierenzuur, methaan, formaldehyde en zwaveldioxide.
Zwavelhoudende verbindingen zoals zwaveldioxide speelden een belangrijke rol bij het aansturen van metabolische reacties op de primitieve Aarde.
Van bijzonder belang is dat een van de onderzochte bronnen, NGC 1333 IRAS 2A, wordt gekarakteriseerd als een protoster met een lage massa. MGC 1333 IRAS 2A kan vergelijkbaar zijn met de vroege stadia van ons eigen zonnestelsel.
Als zodanig kunnen de chemicaliën die rond deze protoster zijn geïdentificeerd aanwezig zijn geweest in de eerste ontwikkelingsfasen van ons zonnestelsel en later naar de primitieve Aarde zijn overgebracht.
“Al deze moleculen kunnen onderdeel worden van kometen en astroïden en uiteindelijk van nieuwe planetaire systemen wanneer het ijskoude materiaal naar de planeetvormende schijf wordt getransporteerd terwijl het protostellaire systeem evolueert”, zegt prof. dr Ewine van Dishoeck van de universiteit Leiden.
De onderzoekers kijken er naar uit om dit astrochemische spoor de komende jaren stap voor stap te volgen met meer Webb-gegevens.
Et artikel van het team is in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.
Artikel: W.R.M. Rocha et al. 2024. JWST Observations of Young protoStars (JOYS+): Detecting icy complex organic molecules and ions. I. CH4, SO2, HCOO−, OCN−, H2CO, HCOOH, CH3CH2OH, CH3CHO, CH3OCHO, and CH3COOH. A&A 683, A124; doi: 10.1051/0004-6361/202348427
Eerste publicatie: 16 maart 2024
Bron: sci-news
