Джеймс Уэбб заглядывает в ледяное облако, чтобы узнать о формировании экзопланет

Вот как построить экзопланету : Вы начинаете со звезды, окруженной диском из пыли и газа. Когда звезда горит и испускает порывы звездного ветра, пыль в диске начинает взаимодействовать и образовывать сгустки. Эти глыбы притягивают больше пыли, превращаясь в гальку, а затем в камни, а газ помогает этим камням склеиваться. Они растут, собирая все больше и больше материала и расчищая свою орбиту вокруг звезды. Это первая стадия планетарного развития, называемая планетезимали.

Однако есть еще один важный ингредиент для выращивания планеты: лед. В холодных облаках пыли и газа лед образуется как своего рода изморозь на пылинках . Эти ледяные зерна несут некоторые из ключевых компонентов потенциально обитаемой планеты, такие как углерод, водород и кислород. Здесь, на Земле, считается, что некоторые из этих ингредиентов могли быть принесены на нашу планету ледяными кометами , но в других системах эти льды могли присутствовать при формировании экзопланет.

Центральная область темного молекулярного облака Хамелеон I.
На этом изображении, сделанном камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/CSA, показана центральная область темного молекулярного облака Хамелеон I, которое находится на расстоянии 630 световых лет от нас. Холодный тонкий облачный материал (синий, в центре) освещен в инфракрасном диапазоне свечением молодой выходящей протозвезды Ced 110 IRS 4 (оранжевый, вверху слева). Свет от многочисленных фоновых звезд, видимых как оранжевые точки за облаком, можно использовать для обнаружения льдов в облаке, которые поглощают свет звезд, проходящий через них. НАСА, ЕКА, ККА и М. Замани (ЕКА/Уэбб); Наука: Ф. Сан (Обсерватория Стюарда), З. Смит (Открытый университет) и группа ERS Ледникового периода.

Теперь исследователи, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба, заглянули в холодные темные глубины молекулярного облака в поисках этих льдов, которые могли бы стать основой для будущих экзопланет. Глядя на облако пыли и газа под названием Хамелеон I, они смогли идентифицировать лед, состоящий из воды, а также других молекул, таких как аммиак и метан.

«Наши результаты дают представление о начальной, темной химической стадии образования льда на межзвездных пылинках, которые вырастут в камешки сантиметрового размера, из которых планеты формируются в дисках», — заявила ведущий исследователь Мелисса МакКлюр из Лейденской обсерватории. . «Эти наблюдения открывают новое окно в отношении путей образования простых и сложных молекул, необходимых для создания строительных блоков жизни».

Важным открытием стала идентификация сложной органической молекулы метанола. Известные как строительные блоки жизни, органические молекулы являются ключом к пониманию того, как жизнь может развиваться в окружающей среде за пределами Земли.

«Наша идентификация сложных органических молекул, таких как метанол и, возможно, этанол, также предполагает, что многие системы звезд и планет, развивающиеся в этом конкретном облаке, унаследуют молекулы в довольно продвинутом химическом состоянии», — сказал другой исследователь, Уилл Роча из Лейденской обсерватории. . «Это может означать, что присутствие пребиотических молекул в планетных системах является обычным результатом звездообразования, а не уникальной особенностью нашей собственной Солнечной системы».

Исследователи использовали высокую чувствительность Уэбба для получения спектроскопических данных из молекулярного облака, расположенного в 631 световом году от Земли. У них запланированы дальнейшие исследования, чтобы узнать больше о роли льдов в формировании планет и их связи с обитаемостью.

«Это всего лишь первый из серии спектральных снимков, которые мы получим, чтобы увидеть, как льды эволюционируют от их первоначального синтеза до кометообразующих областей протопланетных дисков», — сказал МакКлюр. «Это скажет нам, какая смесь льдов — и, следовательно, какие элементы — могут в конечном итоге быть доставлены на поверхности земных экзопланет или включены в атмосферы гигантских газовых или ледяных планет».