Vysoko letiaci ďalekohľad SOFIA vrhá svetlo na to, odkiaľ mohli pochádzať niektoré zo základných stavebných prvkov pre život. Posledná štúdia uverejnená na Astrofyzikálny časopis: Listy vedené astronómami z Havajskej univerzity, vrátane spolupracovníkov z Kalifornskej univerzity, Davis, Johns-Hopkins University, Prírodovedné múzeum v Severnej Karolíne, Appalachianská štátna univerzita a niekoľko medzinárodných partnerov (vrátane financovania z NASA) sa pozerali na pretrvávajúce obdobie. tajomstvo formovania planéty: chemická dráha prvku síra, jeho dôsledky a úloha pri tvorbe planét a života.
Číslo 16 v periodickej tabuľke je síra desiatym najbežnejším prvkom vo vesmíre. Síra nie je iba stopovacím prvkom, ktorý sa podieľa na tvorbe prachových zŕn okolo mladých hviezd, čo vedie k planétam, je tiež podozrenie, že je nevyhnutným stavebným kameňom pre život. Pohľad na distribúciu síry vo vesmíre by nám tiež mohol poskytnúť pohľad na príbeh o tom, ako primitívny život začal tu na Zemi.
V štúdii sa vedci zaoberali tzv. Mladými hviezdnymi objektmi (YSO). Toto sú mladé hviezdy vo fáze skôr, ako začnú spájať vodík, a sú zabudované do molekulárneho oblaku bohatého na prach a plyn. Špecifickým objektom, na ktorý sa táto štúdia zameriavala, bol MonR2 IRS3, kolapsujúci protostar v oblasti tvoriacej hviezdy Monoceros R2. MonR2 IRS3, nachádzajúci sa v súhvezdí Monoceros, (niekedy tiež známe ako Narwhal), je jedným z mnohých YSO v tejto oblasti, úložiskom protoplanetárneho prachu a plynu obklopujúceho zrútené jadro.
Po fáze YSO sa plyn stal buď súčasťou hviezdy, jej planétového systému, alebo je odfúknutý. Hviezda potom začne spájať vodík do hélia, ako aj ťažšie prvky, ktoré sa nachádzajú v hmotnejších hviezdach. Mladé hviezdne objekty, ako napríklad MonR2 IRS3, sú teda dokonalými laboratóriami na skúmanie záhadnej chémie, ktorá sa podieľa na tvorbe planét a molekúl potrebných pre život.
Na štúdiu použil tím SOFIA - Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy - konvertované lietadlo Boeing 747SP s infračerveným ďalekohľadom 2,5 metra namontovaným za posuvnými dverami a nasmerované kolmo na os lietadla. Vysoko letiaca SOFIA je pre takúto štúdiu ideálna, pretože sa môže dostať hlboko nad väčšinu zemskej atmosférickej vodnej pary, ktorá brzdí infračervenú astronómiu.
Tím použil spektrograf Echelon-Cross-Echelle Spectrograph s vysokým rozlíšením („EXES“) namontovaný na ďalekohľade SOFIA. Mon2 IRS3 sa už predtým pozoroval pri štúdii o oxidu uhoľnatom (CO) s použitím prístroja NIRSPEC na veľkom, pozemnom teleskopu Keck II, a tieto pozorovania pomohli informovať SOFIA o skúškach oxidu siričitého (SO)2), molekula, ktorá sa považuje za úložisko síry v protoplanetárnych systémoch. Pozoroval sa tiež Sirius, najjasnejšia hviezda na oblohe, ktorá údaje kalibrovala. Pozorovania EXES umožnili pozorovateľom zmerať šírku spektrálnej čiary SO2 v oblasti tvoriacej hviezdy prvýkrát, ako aj získať vhľad do množstva tejto molekuly ako rezervoáru síry. Napríklad úzke čiary z teplého SO2 plyn naznačuje sublimáciu ľadu teplom z formovacieho jadra, zatiaľ čo široké čiary naznačujú šoky, ktoré napĺňajú síru drobnými zrnami. Táto štúdia zistila dolnú hranicu pre SO2 hojnosť a zistilo sa, že ľadom sublimovaným z horúceho jadra MonR2 IRS3 by mohol byť zdrojom SO2 plyn.
Po síre
Pozorovania procesu síry v YSO sú zaujímavé. Prvýkrát tím sledoval tvorbu SO2 (oxid siričitý) v horúcom jadre, čo ukazuje, že tento spôsob tvorby je prinajmenšom taký účinný ako pri otrasoch. Ďalej môže byť tento proces dôležitý v YSO s nižšou hmotnosťou (t. J. Viac podobný našej slnečnej sústave, keď sa tvoril pred 4,57 miliardami rokov), čo budúce pozorovania môžu pomôcť potvrdiť.
Budúca práca môže tiež pomôcť určiť relatívny význam iných primitívnych zásobníkov síry. Pohľad na sírovodík v YSO - považovaný za hlavný prispievateľ síry v primitívnej slnečnej sústave - ukazuje, že jednoduché radiačné zahrievanie a mierne šoky sú pri vytváraní a distribúcii síry prinajmenšom rovnako účinné, ako sa pôvodne predpokladalo pri naprašovaní, silných šokoch. , To tiež ukazuje silné spojenie medzi nádržami síry, ktoré sa vyskytujú v našej vlastnej slnečnej sústave v kométe 67 / P Churyumov-Gerasimenko, ktorá bola preskúmaná misiou Európskej vesmírnej agentúry v Rosetta v rokoch 2014 až 2016.
„Tieto pozorovania ďalekohľadom SOFIA sú kľúčom k odomknutiu niektorých tajomstiev protoplanetárnych molekulárnych rezervoárov,“ uviedla Dr. Rachel Smithová (Prírodovedné múzeum v Severnej Karolíne / Appalachian State University). Space Magazine. „Prostredníctvom takýchto spojení medzi rôznymi súbormi údajov pre jeden objekt môžeme nakoniec vytvoriť komplexný obraz vývoja planét a molekúl potrebných pre život.“
Čo bude ďalej pre nové pozorovania? Pomôcť potvrdiť hypotézu týkajúcu sa ŠÚ2 rezervoár, sú potrebné následné pozorovania ľadu obsahujúceho síru z nadchádzajúcich misií, ako je napríklad spustenie vesmírneho teleskopu James Webb v roku 2021, a možno pomocou znovu zapnutého vypnutia misie WFIRST (Wide Field Infrared Space Telescope), ktorá bola vynulovaná. v návrhu rozpočtu NASA na rok 2020.
Uvedením nových ďalekohľadov a vylepšením existujúcich sa môže v nadchádzajúcej dekáde dostať do „zlatého veku infračervenej astronómie“, čo umožní astronómom sledovať prvky späť k svojim primordialorigínom.
