Korkealla lentävä SOFIA-kaukoputki valaisee sieltä, mistä jotkut elämän perusrakennuksista ovat saattaneet olla peräisin. Äskettäin julkaistu tutkimus The Astrophysical Journal: Kirjeet johtajina Havaijin yliopiston tähtitieteilijät, mukaan lukien yhteistyökumppanit Kalifornian Davisin yliopistosta, Johns-Hopkinkin yliopistosta, Pohjois-Carolinan luonnontieteellisestä museosta, Appalachian osavaltion yliopistosta ja useista kansainvälisistä kumppaneista (mukaan lukien NASA: n rahoitus), tarkastelivat viipyvää mysteeri planeetan muodostumisessa: rikkielementin kemiallinen polku ja sen vaikutukset ja rooli planeettojen muodostumisessa ja elämässä.
Numero 16 jaksollisessa taulukossa, rikki on maailmankaikkeuden kymmenes yleisin elementti. Sen lisäksi, että rikki on merkkiaine, joka osallistuu pölyjyvien muodostumiseen planeetoille johtavien nuorten tähtien ympärille, sen epäillään myös olevan välttämätön rakennuspalikka elämälle. Rikin jakauman tarkasteleminen maailmankaikkeudessa voisi myös antaa meille käsityksen kertomuksesta siitä, kuinka alkeellinen elämä alkoi täällä maan päällä.
Tutkimusta varten tutkijat tarkastelivat niin kutsuttuja nuoria tähtiesineitä (YSO). Nämä ovat nuoria tähtiä vaiheessa ennen kuin ne alkavat yhdistää vetyä, ja ne upotetaan molekyylipilveen, joka on runsaasti pölyä ja kaasua. Tutkimuksessa kohdettiin tarkka kohde MonR2 IRS3, romahtava protostari Monoceros R2 -tähtien muodostavalla alueella. Yksisarven, (joskus kutsutaan myös nimellä Narwhal) tähdistössä oleva MonR2 IRS3 on yksi monista alueen YSO: ista, protoplanetaalisen pölyn ja kaasun varasto romahtavan ytimen ympärillä.
YSO-vaiheen jälkeen kaasusta on joko tullut osa tähtiä, sen planeettajärjestelmää tai se puhalletaan pois. Tähti alkaa sitten sulauttaa vetyä heliumiin, samoin kuin massiivisempiin tähteihin nähtyihin raskaampiin elementteihin. Nuoret tähtiesineet, kuten MonR2 IRS3, ovat siis täydellisiä laboratorioita tutkimaan salaperäistä kemiaa, joka liittyy elämään tarvittavien planeettojen ja molekyylien muodostumiseen.
Tutkimuksessa ryhmä käytti SOFIAa - NASA: n Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy - muunnettua Boeing 747SP -konetta, jonka liukuoven taakse asennettiin 2,5 metrin infrapunakaukoputki ja joka oli suunnattu kohtisuoraan lentokoneen akseliin nähden. Korkealla lentävä SOFIA on ihanteellinen tällaiseen tutkimukseen, koska se voi päästä huomattavasti maan päällä olevan ilmakehän höyryn yläpuolelle, mikä haittaa infrapunatähtitiedettä.
Ryhmä käytti korkearesoluutioista Echelon-Cross-Echelle -spektrografia (“EXES”), joka oli asennettu SOFIA-kaukoputkeen. Mon2 IRS3: ta oli havaittu aiemmin hiilimonoksidia (CO) koskevassa tutkimuksessa, jossa käytettiin NIRSPEC-instrumenttia suuressa, maassa sijaitsevassa Keck II -kaukoputkessa, ja nämä havainnot auttoivat ilmoittamaan rikkidioksidin (SO) SOFIA-tutkimuksessa2), molekyylin, jonka uskotaan olevan protoplanetaarisissa järjestelmissä olevan rikin varasto. Myös Sirius, taivaan kirkkain tähti, havaittiin kalibroimaan tiedot. EXES-havainnot antoivat tarkkailijoille mahdollisuuden mitata SO: n spektriviivan leveys2 tähtien muodostavalla alueella ensimmäistä kertaa, samoin kuin saada käsitys tämän molekyylin runsaudesta rikkisäiliönä. Esimerkiksi kapeat viivat lämpimästä SO: sta2 kaasu ehdottaa jään sublimoitumista lämmön kautta muodostuvasta ytimestä, kun taas leveät viivat osoittavat iskuja, jotka sputteroivat rikkiä pienistä jyvistä. Tämä tutkimus havaitsi SO-arvon alarajan2 runsautta, ja päätti, että MonR2 IRS3: n kuumasta ytimestä sublimoidut jäät voivat olla SO: n lähde2 kaasu.
Jälkeen rikki
Rikkuprosessin havainnot YSO: ssa ovat kiehtovia. Ryhmä havaitsi ensimmäistä kertaa SO: n muodostumisen2 (rikkidioksidi) kuumassa ytimessä, mikä osoittaa, että tämä muodostumismuoto on ainakin yhtä tehokas kuin iskuissa. Lisäksi tämä prosessi voi olla tärkeä pienemmän massan (ts. Enemmän samanlainen kuin aurinkokuntamme, kun se oli muodostumassa ~ 4,57 miljardia vuotta sitten) YSO-soluissa, jotka tulevaisuuden havainnot voivat auttaa vahvistamaan.
Tuleva työ voi myös auttaa selvittämään muiden primitiivisten rikkisäiliöiden suhteellisen merkityksen. Kun tarkastellaan rikkivetyä YSO-soluissa - joiden ajatellaan olevan tärkein rikkidiaktiivinen tekijä alkeellisessa aurinkokunnassa -, osoittaa, että yksinkertainen säteilylämmitys ja lievät iskut ovat ainakin yhtä tehokkaita rikin muodostumisessa ja jakautumisessa, kuin aiemmin ajateltiin ruiskuttamisen, voimakkaiden iskujen perusteella . Tämä osoittaa myös vahvan yhteyden omassa aurinkokunnassamme Comet 67 / P Churyumov-Gerasimenkossa näkyvissä rikkisäiliöissä, joita tutkittiin Euroopan avaruusjärjestön Rosetta-operaation aikana vuosina 2014-2016.
"Nämä SOFIA-kaukoputkella tehdyt havainnot ovat avainasemassa protoplanetaaristen molekyylisäiliöiden salaisuuksien vapauttamiseen", tohtori Rachel Smith (Pohjois-Carolinan luonnontieteellinen museo / Appalachian osavaltion yliopisto) kertoi. Space Magazine. "Tällaisten yhteyksien avulla yhden objektin eri tietojoukkojen välillä voimme lopulta luoda kattavan kuvan planeettojen ja elämän välttämättömien molekyylien evoluutiosta."
Mitä seuraavaksi tulee uusille havainnoille? Auttaa vahvistamaan väitettä koskevan hypoteesin2 säiliö, rikkiä sisältävien jääjen seurantaa tarvitaan tulevissa operaatioissa, kuten James Webbin avaruusteleskoopilla, joka käynnistetään vuonna 2021, ja kenties käyttämällä uudelleen päälle, pois taas WFIRST-operaatiota (laajakenttäinen infrapuna-avaruusteleskooppi), joka nollattiin. NASA FY 2020 -budjettiehdotuksessa.
Uusien kaukoputkien markkinoille tulon ja olemassa olevien parannuksien myötä tulemme tulemaan tulevan vuosikymmenen aikana infrapunatähtitieteen kulta-aikaan, jolloin tähtitieteilijät voivat jäljittää alkuaineita alkuperäisiin alkuperäisiin.
