Ovo je do jučer bio novi članak na NASA-inom sajtu Svemirskog teleskopa James Webb. Tome sam tekstu i mozaičnoj slici koja je objavljena s njim dodao i tekst i slike za koje je zaslužan isti istraživački tim, a koje sam našao na jednoj drugoj internetskoj lokaciji. Linkovi su na dnu. Sve su slike redom obrazložene u donjem tekstu.
Naravno, nisu svi ugljikovi spojevi organski.
Jedna zanimljivost: U osnovnom članku se daje uputa kako se (u engleskom) izgovara riječ kation. Piše ovako: “cat+eye+on”.
|
Priredio i prilagodio: |
Webb prvi put uočava jednu ključnu ugljikovu molekulu
Jedan međunarodni tim znanstvenika je uporabio NASA-in Svemirski teleskop James Webb kako bi njime po prvi put uočio jedan novi spoj ugljika. (Nov samo u smislu da dosad još nije bio uočen u svemiru. Prim. prev.) Poznata kao metilni kation (CH3+), ta je molekula važna stoga što ona pomaže u izgradnji složenijih molekula temeljenih na ugljiku. Metilni kation je uočen u jednom mladom zvjezdanom sustavu, unutar protoplanetarnog diska poznatog kao d203-506, udaljenog od nas oko 1350 svjetlosnih godina i smještenog u Orionovoj maglici.
Ugljikovi spojevi su osnova svog poznatog života i kao takvi su osobito zanimljivi znanstvenicima koji nastoje razumjeti i to kako se život razvio na Zemlji, i to kako bi se on mogao razviti negdje drugdje u svemiru. Proučavanje međuzvjezdanih organskih tvari (tj. onih koje sadrže ugljik) i njihova kemizma, čemu Webb prilazi na revolucionarno nov način, područje je koje izuzetno fascinira mnoge astronome.
Teoretičari smatraju da bi molekula CH3+ mogla biti osobito važna (za nastanak i razvoj izvanzemaljskog života) jer lako reagira s mnoštvom drugih molekula. Ona zbog toga djeluje kao "željeznička postaja" na kojoj se neka druga molekula može zadržati kratko vrijeme, prije negoli će otputovati u nekom od velikog broja mogućih pravaca i tamo reagirati s drugim molekulama. Zbog toga svojstva, znanstvenici pretpostavljaju da bi CH3+ mogla biti ugaoni kamen cijele međuzvjezdane organske kemije.
Jedinstvene mogućnosti koje Webb posjeduje, čine ga danas najboljim opservatorijem za potragu za tom važnom molekulom. Uspjehu ovog istraživanja je pridonijela Webbova izuzetna prostorna i spektralna razlučivost, upravo kao i njegova visoka osjetljivost. Za otkriće je posebice bila važna Webbova detekcija niza ključnih emisijskih crta CH3+.
"Ova detekcija ne samo da demonstrira Webbovu nevjerojatnu osjetljivost, već ona potvrđuje i pretpostavljenu važnost CH3+ u međuzvjezdanoj kemiji", kaže Marie-Aline Martin-Drumel iz Sveučilišta Pariz-Saclay, članica istraživačkog tima koji je došao do ovog otrića.
I dok je zvijezda u d203-506 crveni patuljak, taj je sustav izložen bombardiranju jakim ultraljubičastim zračenjem iz obližnjih mladih, vrućih i masivnih zvijezda. Znanstvenici vjeruju da većina takvih diskova u kojima nastaju novi planeti prolazi kroz slična razdoblja izloženosti snažnom ultraljubičastom zračenju. Tako je stoga što zvijezde obično nastaju u skupinama, u kojima često ima i masivnih zvijezda koje proizvode obilje ultraljubičastog svjetla.
Od ultraljubičastog zračenja se očekuje da će razgraditi složene organske molekule, pa bi otkriće CH3+ moglo izgledati kao iznenađenje. Međutim, ovaj istraživački tim drži da je ultraljubičasto svjetlo zapravo moglo biti izvor energije potrebne za nastanak CH3+. Jednom kada ta skupina nastane, ono potiče i dodatne kemijske reakcije koje grade složenije molekule s ugljikom.
Općenito, tim ističe da se molekule koje su opazili u d203-506 prilično razlikuju od onih koje su viđene u uobičajenim protoplanetarnim diskovima. Prije svega, oni u ovom disku nisu opazili nikakvih znakova vode.
"To nam jasno pokazuje da ultraljubičasto zračenje može u potpunosti promijeniti kemizam nekog protoplanetarnog diska. Ono bi zapravo moglo igrati ključnu ulogu u ranim kemijskim fazama razvoja života", pojašnjava Olivier Berné, iz Francuskog nacionalnog centra za znanstvena istraživanja u Toulouseu, glavni autor znanstvenog rada kojim je opisano ovo otkriće. Taj rad je upravo objavljen u časopisu Priroda.
Ove Webbove slike prikazuju dio Orionove maglice zvan Orionova Poluga (engl. "Orion bar"). To je područje u kojemu snažno ultraljubičasto zračenje iz jata Trapez - smještenog izvan okvira slike, u smjeru gore lijevo - međudjeluje s gustim molekularnim oblacima. Energija toga zvjezdanog zračenja polako erodira Orionovu Polugu, a to ima veliki utjecaj na molekule i kemiju tamošnjih protoplanetarnih diskova, oblikovanih oko novorođenih zvijezda.
Najveća slika, na lijevoj strani, snimljena je Webbovom NIRCam-om. Na slici gore desno je teleskop bio usredotočen na jedno manje područje (na slici lijevo istaknuto bijelim kvadratom) koje je ovdje promotrio MIRI-jem. Za izradu ovih slika uporabljeno je ukupno osamnaest filtera u NIRCam-i i MIRI-ju, koji su propustili svjetlo u rasponu valnih duljina od 1,4 do 25,5 mikrona.
U samom središtu onoga što je snimljeno MIRI-jem, mladi je zvjezdani sustav s planetorodnim diskom d203-506. (Sustav je istaknut bijelim kvadratom.) Djelić slike gore desno je dolje desno prikazan povećan kako bi se taj mladi sustav vidio na kompozitnoj NIRCam-inoj i MIRI-jevoj fotografiji. Disk je razvučen zbog utjecaja nesmiljenog ultraljubičastog zračenja koje ga pogađa.
https://pdrs4all.org/pdrs4all-first-images-release/
Unutarnje područje Orionove maglice viđeno Svemirskim teleskopom James Webb
Ovo je kompozitna slika načinjena od fotografija snimljenih kroz više filtera, koja bilježi emisiju iz ioniziranog plina, ugljikovodikâ, molekularnog plina i prašine, te raspršeno svjetlo zvijezda. Na njoj se najbolje ističe Orionova Poluga, zid od gustog plina i prašine koji se proteže od gornjeg lijevog prema donjem desnom kutu slike i u kojemu se nalazi sjajna zvijezda θ2 Orionis A. Prizor je obasjan skupinom vrućih, mladih i masivnih zvijezda (poznatom kao jato Trapez), koja se nalazi izvan okvira slike, u smjeru gore desno. Jako i nesmiljeno ultraljubičasto zračenja iz Trapeza stvara usijani i ionizirani okoliš gore desno, te polako erodira Orionovu Polugu. Molekule i prašina mogu izdržati duže vremena zaštićene materijalom u gustoj Polugi, ali bujica stelarne energije oblikuje u tom području nevjerojatno bogatstvo pramenja, grudica, šupljina i mladih zvijezda s diskovima.
Slika je snimljena Webbovom NIRCam-om dana 11. rujna 2022. g. Plavom bojom je prikazano ono što je zabilježeno kroz filtere za 1400 i 2100 nanometara; zelena boja predstavlja ono što je viđeno kroz filtere od 2770, 3000, 3230, 3350 i 3320 nanometara; narančastim je obojeno svjetlo od 4050 nanometara; crvenim je prikazano zračenje snimljeno kroz filtere od 4440, 4800 i 4700 nanometara.
Slika s istaknutim detaljima
Mlada zvijezda s diskom, unutar kukuljice: Planeti nastaju u diskovima od plina i prašine oko mladih zvijezda. Ti diskovi bivaju razarani - ili "fotoevaporirani" - snažnim zračenjem iz obližnjeg Trapeza. To zračenje oko diska stvara kukukljicu od plina i prašine. Unutar Orionove maglice je otkriveno skoro 180 takvih iznutra osvijetljenih, fotoevaporirajućih diskova oko mladih zvijezda (tzv. proplida), a HST-10 - taj koji je prikazan na ovoj slici - jedan je od najvećih poznatih. Usporedbe radi, prikazana je i orbita planeta Neptuna.
Pramenje: Cijela velika slika je puna pramenja (od plina i prašine) različitih veličina i oblika. Ovaj izdvojeni detalj prikazuje tanko vijugavo pramelje koje je osobito bogato molekulama ugljikovodika i molekularnim vodikom.
θ2 Orionis A: Najsjajnija zvijezda na ovoj slici je θ2 Orionis A. Njen je sjaj takav da ju se jedva može vidjeti prostim okom, i to samo s nekog vrlo mračnog mjesta na Zemlji. Njeno svjetlo koje se odražava od čestica prašine čini da njena neposredna okolica sjaji crvenom bojom.
Mlada zvijezda unutar grudice (globule): Kada neki gusti oblak plina i prašine postane gravitacijski nestabilan, on se uruši u stelarni zametak koji postupno postaje sve masivnijim, sve dok se u njegovoj jezgri ne počne odvijati proces nuklearne fuzije. U tom trenutku zvijezda počne sjati! Ova mlada zvijezda je još uvijek usađena u svoj natalni oblak.
Usporedba Hubbleove i Webbove fotografije
Ovdje je prikazan unutarnji dio Orionove maglice, lijevo na fotografiji snimljenoj Svemirskim teleskopom Hubble, a desno na onoj načinjenoj Svemirskim teleskopom James Webb. Hubbleovom slikom dominira emisija iz vrućeg ioniziranog plina, što posebno ističe stranu Orionove Poluge okrenutu jatu Trapez. (Usporedite, primjerice, položaj Orionove Poluge u odnosu na sjajnu zvijezdu θ2 Orionis A!) Webbov osjetljivi infracrveni vid može zaviriti dublje kroz slojeve guste prašine i vidjeti bljeđe zvijezde. Znanstvenici zahvaljujući tome mogu proučavati i ono što se događa unutar maglice.
Usporedba Spitzerove i Webbove fotografije
Ovdje je prikazan unutarnji dio Orionove maglice, lijevo na fotografiji snimljenoj Svemirskim teleskopom Spitzer, a desno na onoj načinjenoj Svemirskim teleskopom James Webb. Obje su te fotografije snimljene kroz filter koji je osobito osjetljiv na emisiju iz ugljikovodične prašine. Njen sjaj vidimo po cijeloj površini obiju slika. Usporedba na dojmljiv način ilustrira koliko su oštre Webbove slike u usporedbi s onima koje je snimao njegov infracrveni prethodnik, Svemirski teleskop Spitzer. To se odmah vidi ako usporedimo kako su dva teleskopa prikazala pramenje od plina i prašine, ali Webb nam omogućuje i da bolje razlikujemo zvijezde od grudica u kojima se one nalaze, te od protoplanetarnih diskova koji ih okružuju.
