Webb, ilk yıldızların çevresinde buzlu karmaşık organik moleküller buluyor

Galakside yaşamın nasıl ve nerede ortaya çıkabileceğini anlamak isteyen gökbilimciler, onun yapı taşlarını arıyor. Karmaşık Organik Moleküller (COM’lar) bu bloklardan bazılarıdır ve diğerlerinin yanı sıra formaldehit ve asetik asit gibi şeyleri içerir. JWST bu COM’lardan bazılarını genç önyıldızların çevresinde buldu. Bu gökbilimcilere ne anlatıyor?

Söz konusu moleküller karmaşık ve organik olmasına rağmen karasal COM’lar kadar büyük değiller. Bu nedenle bilim insanları bazen bunlara iCOM’lar adını veriyor; i yıldızlararası anlamına geliyor. iCOM’lar basit alkolleri, esterleri, nitrilleri ve eterleri içerir. COM olabilmesi için bir molekülün en az altı atoma sahip olması gerekir; bunlardan biri karbon olmalıdır.

Gökbilimciler, yıldız oluşum bölgelerinde, sıcak çekirdekler veya sıcak korinolar olarak adlandırılan kümelerde iCOM’lar buldular. Bu çekirdekler ve korinolar sırasıyla büyük ve daha küçük önyıldızlara yol açar. Bu ön yıldızlar oluşurken aynı zamanda ön gezegen disklerini de oluştururlar. Dolayısıyla, eğer gökbilimciler bu ilk yıldızlarda iCOM’ları tespit edebilirlerse, o zaman bunların oluşabilecek herhangi bir kayalık gezegenin ön-gezegen diskinde mevcut olmasını makul bir şekilde bekleyebilirler. Bu, ilk yıldızların etrafındaki karmaşık organik moleküllerden kayalık gezegenlere ve yaşam potansiyeline kadar makul bir yol olduğu anlamına geliyor.

Gökbilimciler çevredeki tozu görmek için ALMA ve VLA gibi radyoteleskopları kullanmadan önce bazı iCOM’lar buldular.

Yeni araştırmada, bir gökbilimci ekibi bir çift genç ön yıldızı inceledi ve JWST’yi kullanarak COM’ları aradı. Gözlemleri, 30 genç yıldızı inceleyen JOYS+ (JWST Observations of Young protoStars) gözlem programının bir parçasıdır. Gözlemler JWST’nin MIRI ve MRS cihazlarıyla elde edildi.

Araştırmacılar, 30 yıldızlı örnekten bir yüksek kütleli ön yıldızı ve bir düşük kütleli ön yıldızı incelediler. Sırasıyla NGC 1333 IRAS 2A ve IRAS 23385+6053 olarak adlandırılıyorlar. NGC 1333, Kahraman Moleküler Bulutu’nda yaklaşık 960 ışıkyılı uzaklıkta yıldız oluşturan bir bölgedir.

Gökbilimciler daha önce ön yıldızların etrafında gaz fazında COM’lar tespit etmişti, ancak yalnızca CH3OH’den (metanol) daha büyük olmayan daha küçük olanları. Bu gaz halindeki COM’ların, buz taneleri üzerinde oluşan katı fazdaki COM’lardan gelmesini bekliyorlar, ancak bunları tespit etmek zordur. Ancak astronomi ve astrofizikteki diğer birçok konu gibi JWST de bilim adamlarının daha derine inmesine olanak tanıyor. Menzili ve hassasiyeti, oksijen içeren daha fazla buzlu tahıl COM’unu tespit etmesine olanak tanır. Oksijenin yaşamın kimyasındaki önemi abartılamaz: Onsuz su olmaz.

Yaşamın moleküler bileşenleri buz halinde önemli miktarda zaman harcar. Ortamlarına bağlı olarak kimyasal işlemlerle zamanla daha karmaşık hale gelirler. Leiden Üniversitesi, farklı sıcaklıklarda ve kimyasal ortamlarda çok sayıda astrofiziksel buz analogunun kızılötesi spektrumlarını içeren bir buz veritabanına sahiptir. Kısmen JWST’nin piyasaya sürülmesi ve güçlü kızılötesi yetenekleri beklentisiyle inşa edildi. JWST’nin Buz Devri erken yayın bilim programı, genç yıldızlar ve protogezegen diskleri etrafında oluşan ve gelişen yaşamın yapı taşlarının izini sürmeyi amaçlıyor.

Her ne kadar bu bulgular JOYS+ programından gelse de tüm bu çabalar iç içedir. Tüm bu çabalar sayesinde bilim insanları, bir gün COM’ların nasıl oluştuğu, geliştiği ve yaşamın görünümünü nasıl beslediği konusunda iyi tanımlanmış bir anlayışa sahip olmayı umuyor.

Araştırmacılar makalelerinde şöyle yazıyor: “Bu materyaller gelecekteki dış gezegen sistemleri için hammadde olduğundan, yıldız oluşturan bölgelerde geliştirilen kimyasal karmaşıklığı anlamak açısından doğası gereği önemlidir.” “İlkel gezegen sistemlerinde mevcut olduğunda, bu malzeme potansiyel olarak gezegenlerin yaşanabilirliğini destekleyebilir.”

Bu yeni araştırma dergide yer alacak Astronomi ve Astrofizik. kağıt “Genç protoYıldızların Gözlemleri (JOYS+): Buzlu karmaşık organik moleküllerin ve iyonların tespiti. I. CH₄BU YÜZDEN₂HCOO−, OCN−, H₂CO, HCOOH, CH₃CH₂Ah, CH₃ÇHO, CH₃OHO, CH₃COOH” ve şuraya gönderildi: arXiv ön baskı sunucusu.