Zaskakująco złożone cząstki organiczne w Wielkim Obłoku Magellana

Pobliska galaktyka karłowata – Wielki Obłok Magellana (LMC) jest chemicznie prymitywnym miejscem.

W przeciwieństwie do Drogi Mlecznej, ten pół spiralny zbiór kilkudziesięciu miliardów gwiazd pozbawiony jest ciężkich pierwiastków, takich jak węgiel, tlen i azot. Astronomowie przewidują, że przy tak małej ilości ciężkich pierwiastków LMC powinien zawierać względnie niewielką ilość związków opartych na węglu. Poprzednie obserwacje LMC wydają się potwierdzać ten pogląd.

Nowe obserwacje przy użyciu ALMA odkryły zaskakująco wyraźne ślady chemiczne złożonych związków organicznych: metanolu, eteru dimetylowego i mrówczanu metylu. Choć poprzednie obserwacje wykazały ślady metanolu w LMC, dwa ostatnie związki są niespotykanymi odkryciami i są najbardziej złożonymi związkami, jakie kiedykolwiek zostały ostatecznie wykryte poza Galaktyką.

Astronomowie odkryli delikatną poświatę tych związków na milimetrowej długości fali, emitowaną z dwóch gęstych zalążków gwiazdotwórczych LMC, w regionach znanych jako „gorące rdzenie”. Obserwacje te mogą dostarczyć nowych informacji na temat tworzenia się podobnie złożonych związków organicznych we wczesnym Wszechświecie.

„Chociaż Wielki Obłok Magellana jest jednym z naszych najbliższych galaktycznych towarzyszy, spodziewamy się, że galaktyka powinna być podobna pod względem chemicznym do odległych, młodych galaktyk z wczesnego Wszechświata” – powiedziała Marta Sewiło, astronom z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland i główna autorka artykułu opublikowanego w Astrophysical Journal Letters.

Astronomowie nazywają taki brak pierwiastków ciężkich „niską metalicznością”. Potrzeba kilku generacji narodzin i śmierci gwiazd, aby galaktyka została wzbogacona w ciężkie pierwiastki, które zostaną przeniesione do kolejnego pokolenia gwiazd i staną się cegiełkami nowych planet.

„Młode, pierwotne galaktyki po prostu nie miały wystarczająco dużo czasu, aby się tak wzbogacić chemicznie. Galaktyki karłowate, takie jak LMC, prawdopodobnie zachowały tę samą młodzieńczą charakterystykę chemiczną z uwagi na ich stosunkowo niewielką masę, która znacznie spowalnia tempo formowania się gwiazd” – mówi Sewiło.

„Z uwagi na swoją niską metaliczność, LMC stanowi okno dla wczesnych, młodzieńczych galaktyk. Badania nad formowaniem się gwiazd w tej galaktyce są krokiem do zrozumienia powstawania gwiazd we wczesnym Wszechświecie” – mówi Remy Indebetouw, astronom z NRAO w Charlottesville, Virginia oraz współautor badania.

Astronomowie skupiali się na Obszarze Gwiazdotwórczym N113 w LMC, który jest jednym z najbardziej masywnych i bogatych w gaz regionów galaktyki. Wcześniejsze obserwacje tego regionu za pomocą kosmicznego teleskopu Spitzera i kosmicznego obserwatorium Herschela pokazały zaskakującą koncentrację młodych obiektów gwiazdowych – protogwiazd, które właśnie zaczęły podgrzewać swoje gwiezdne żłobki, powodując, że świecą jasno w podczerwieni. Co najmniej część tych procesów gwiazdotwórczych wynika z efektu domina, gdzie tworzenie się masywnych gwiazd wyzwala tworzenie się innych gwiazd w ich bezpośrednim otoczeniu.

Sewiło i jej koledzy wykorzystali ALMA do zbadania kilku młodych obiektów gwiazdowych w tym regionie, aby lepiej zrozumieć ich chemię i dynamikę. Dane z ALMA nieoczekiwanie ujawniły charakterystyczne sygnatury spektralne eteru dimetylowego i mrówczanu metylu, związki, które nigdy nie zostały wykryte tak daleko od Ziemi.

Złożone związki organiczne, które zawierają sześć lub więcej atomów, w tym węgiel, są jednymi z podstawowych składników cząsteczek niezbędnych do życia na Ziemi i prawdopodobnie w innych częściach Wszechświata. Chociaż metanol jest względnie prostym związkiem w porównaniu do innych związków organicznych, jest niezbędny do tworzenia bardziej złożonych związków, takich jak te ostatnio zaobserwowane przez ALMA.

Jeżeli złożone związki mogą łatwo tworzyć się wokół protogwiazd, prawdopodobnie przetrwają i staną się częścią dysków protoplanetarnych otaczających młode gwiazdy. Związki takie prawdopodobnie zostały dostarczone na prymitywną Ziemię przez komety i meteoryty, pomagając przyspieszyć rozwój życia na naszej planecie.

Astronomowie spekulują, że skoro skomplikowane związki organiczne mogą tworzyć się w prymitywnych chemicznie środowiskach, takich jak LMC, możliwe jest, że chemiczne ramy życia mogły pojawić się stosunkowo wcześnie w historii Wszechświata.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
NRAO

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.