Przejdź do treści

Zaskakująco złożone cząstki organiczne w Wielkim Obłoku Magellana

Po lewej obraz w dalekiej podczerwieni pokazuje całą galaktykę LMC. Obraz powiększenia pokazuje region gwiazdotwórczy obserwowany przez ALMA. Jest to połączenie danych średniej podczerwieni z danych ze Spitzera i danymi w świetle widzialnym (H-alfa) z czterometrowego teleskopu Blanco.

Pobliska galaktyka karłowata – Wielki Obłok Magellana (Large Magellanic Cloud – LMC) – jest pod względem chemicznym bardzo prostym układem.

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

Nowe obserwacje przy użyciu instrumentu ALMA pozwoliły odkryć 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 najbardziej złożonymi związkami wykrytymi poza Galaktyką.

Astronomowie zauważyli delikatną poświatę tych związków na milimetrowej długości fali emitowanej 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 w stanie 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 budulcem 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 – wskazuje 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 w stanie Wirginia 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 one 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 instrument ALMA do zbadania kilku młodych obiektów gwiazdowych w tym regionie, aby lepiej zrozumieć ich chemię i dynamikę. Dane z instrumentu 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 z innymi związkami organicznymi, jest niezbędny do tworzenia bardziej złożonych związków, takich jak te ostatnio zaobserwowane przez instrument ALMA.

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

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

Więcej:
Stellar Embryos in Nearby Dwarf Galaxy Contain Surprisingly Complex Organic Molecules

Źródło: NRAO

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Na zdjęciu: Po lewej obraz w dalekiej podczerwieni pokazuje całą galaktykę LMC. Obraz powiększenia pokazuje region gwiazdotwórczy obserwowany przez ALMA. Jest to połączenie danych średniej podczerwieni z danych ze Spitzera i danymi w świetle widzialnym (H-alfa) z czterometrowego teleskopu Blanco. Źródło: NRAO/AUI/NSF; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); Herschel/ESA; NASA/JPL-Caltech; NOAO

Reklama