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韋伯在原恒星周圍發現冰冷復雜的有機分子

恒星


韋伯在原恒星周圍發現冰冷復雜的有機分子


NGC 1333是一個極其活躍的恒星形成區域 。這張哈勃圖像顯示了塵埃是如何遮蔽了大部分恒星的形成 。射電望遠鏡在這個區域的年輕原恒星周圍發現了iCOMs，現在JWST發現了更多 。鳴謝:美國國家航空航天局/歐空局/STScI
據今日宇宙（埃文·高夫）：為了了解生命在銀河系中是如何以及在哪里產生的 ， 天文學家們尋找生命的組成部分 。復雜有機分子(COMs)就是其中的一些 ， 它們包括甲醛和乙酸等物質 。JWST已經在年輕的原恒星周圍發現了一些這樣的COMs 。這告訴了天文學家什么？
雖然問題中的分子是復雜的有機分子，但它們遠沒有地球上的分子大 。出于這個原因，科學家們有時稱它們為iCOMs，I代表星際 。離子交聯聚合物包括簡單的醇、酯、腈和醚 。一個分子必須至少有六個原子，其中一個必須是碳 。
天文學家已經在恒星形成區域內發現了iCOMs ， 它們聚集在被稱為熱核或熱星云的團塊中 。這些核心和柯里諾斯分別產生了大質量和小質量的原恒星 。隨著這些原恒星的形成 ， 它們也形成了原行星盤 。因此，如果天文學家可以在這些原恒星中檢測到iCOMs，那么他們就可以合理地預計它們會出現在任何可能形成的巖石行星的原行星盤中 。這意味著，從原恒星周圍的復雜有機分子到巖石行星和生命的可能性，存在一條看似合理的路徑 。
天文學家在使用像ALMA和VLA這樣的射電望遠鏡來透視周圍的塵埃之前，已經發現了一些iCOMS 。
在新的研究中，一組天文學家檢查了一對年輕的原恒星，并使用JWST搜索COMs 。他們的觀測是JOYS+(年輕原恒星的JWST觀測)觀測計劃的一部分 ， 該計劃檢查了30顆年輕恒星 。這些觀測是用JWST的MIRI和MRS儀器獲得的 。

韋伯在原恒星周圍發現冰冷復雜的有機分子


這張研究圖顯示了原恒星IRAS 2A(上圖)和IRAS 23385(下圖)中不同化學冰的存在 。)請注意 ， y軸上的重復百分比是數據擬合程度的度量 。例如，這并不意味著原恒星中存在100%的單個分子 。鳴謝:Rocha等人2023
研究人員檢查了30顆恒星樣本中的一顆大質量原恒星和一顆小質量原恒星 。它們分別被稱為NGC 1333 IRAS 2A和IRAS 23385+6053 。NGC 1333是英仙座分子云中的一個恒星形成區域，距離我們大約960光年 。
天文學家以前曾在原恒星周圍的氣相中探測到COMS ， 但只是不大于CH3OH(甲醇)的較小氣體 。)他們預計這些氣態COMs來自冰粒上形成的固相COMs，但這些很難檢測到 。但就像天文學和天體物理學中的許多其他問題一樣 ， JWST讓科學家們能夠挖掘得更深 。它的范圍和靈敏度使它能夠探測到更多含有氧氣的冰粒 。氧氣在生命化學中的重要性怎么強調都不為過:沒有氧氣就沒有水 。
生命的分子成分花了大量的時間作為冰 。隨著時間的推移，它們通過依賴于其環境的化學過程變得更加復雜 。萊頓大學維護著一個冰數據庫，包含不同溫度和化學環境下大量天體物理冰類似物的紅外光譜 。它的建造在一定程度上是為了迎接JWST號的發射及其強大的紅外能力 。JWST的冰河時期早期釋放科學項目旨在追蹤生命的組成部分，因為它們圍繞年輕的恒星和原行星盤形成和演化 。
盡管這些發現來自JOYS+項目，但所有這些努力都是相互交織的 。通過所有這些努力，科學家們希望有一天對COMs如何形成和進化 ， 以及它們如何融入生命的外觀有一個明確的理解 。
研究人員在論文中寫道:“它們對于理解恒星形成區域中形成的化學復雜性具有本質上的重要性 ， 因為這些材料是未來系外行星系統的原料 。” 。"一旦在原始行星系統中得到，這種材料可能會促進行星的可居住性."
這項新研究將發表在《天文學和天體物理學》雜志上 。論文名為“年輕原恒星(JOYS+)的觀測:冰冷復雜有機分子和離子的探測” 。I. CH4、SO2、HCOO-、OCN、H2CO、HCOOH、CH3CH2OH、CH3CHO、CH3OCHO、CH3COOH”并張貼在arXiv預印本服務器上 。