Światło gwiazd tworzy cegiełki życia

Światło gwiazd tworzy cegiełki życia

Życie istnieje w niezliczonych formach, ale jeśli rozłożyć dowolny organizm na jego najbardziej podstawowe elementy, to wszystko okazuje się takie same: atomy węgla połączone z atomami wodoru, tlenu, azotu i innych pierwiastków. Sposób w jaki te podstawowe substancje powstają w kosmosie jest od dawna tajemnicą.

Teraz astronomowie lepiej rozumieją, jak powstają podstawowe molekuły, które są niezbędne do budowy innych związków chemicznych niezbędnych do życia. Dzięki danym pochodzącym z Kosmicznego Obserwatorium Herschela Europejskiej Agencji Kosmicznej, naukowcy odkryli, że światło ultrafioletowe emitowane przez gwiazdy odgrywa kluczową rolę w tworzeniu tych cząsteczek, a nie jakieś gwałtowne wydarzenia – jak myślano dotąd.

Naukowcy badali składniki chemii węgla w Mgławicy Oriona, najbliższego Ziemi obszaru formowania się masywnych gwiazd. Badacze oznaczyli ilość, temperaturę i ruch cząsteczek CH, jonów CH+ i jonów węgla C+.
„Na Ziemi Słońce jest motorem niemal całego życia. Teraz wiemy, że światło gwiazd powoduje powstawanie związków chemicznych, które są prekursorami związków chemicznych niezbędnych do powstania życia”, powiedział Patrick Morris naukowiec z Caltech w Pasadenie.

Na początku lat czterdziestych ub. wieku, CH i CH+ były dwoma z trzech pierwszych cząsteczek kiedykolwiek odkrytych w przestrzeni międzygwiezdnej. Badając molekularne chmury-zespoły gazu i pyłu w Orionie z Herschela, naukowcy byli zaskoczeni, że jony CH+ emitują światło zamiast je pochłaniać, co oznacza, że jest cieplejsze niż otaczający je gaz. Aby utworzyć cząsteczkę CH+, wymagana jest duża ilość energii. Jony te są też bardzo reaktywne, tak że ulegają zniszczeniu, gdy tylko napotkają atomy wodoru w otaczającej chmurze. Wyższa temperatura tych jonów i ich wysoka liczebność są zatem dość niezwykłe.

buildingbloc

Badania tych chmur gazu w Wielkiej Mgławicy Oriona były utrudnione przez jasne gwiazdy świecące w tle. Dopiero teleskop, który dokonuje obserwacji w zimnym zakresie widma (daleka podczerwień) był w stanie dostarczyć rzetelnych danych na temat ruchu chmur gazowych.

Jedna z głównych teorii na temat pochodzenia podstawowych węglowodorów stwierdza, że tworzą je gwałtowne wydarzenia, takie jak eksplodujące supernowe lub młode gwiazdy wyrzucające materię. Przechodzące przez obszary obłoków molekularnych fale uderzeniowe, wywołują drgania materii. Drgania te mogą wybijać elektrony od atomów, tworząc jony, które są bardziej reaktywne i łatwiej tworzą związki chemiczne. Jednak nowe obserwacje wykazały brak korelacji między tymi wstrząsami i ilością jonów CH+ w Wielkiej Mgławicy Oriona.

Dane obserwatorium w Herschela pokazują, że cząsteczki CH+ były o wiele częściej tworzone przez światło ultrafioletowe emitowane przez bardzo młode gwiazdy w Mgławicy Oriona, które w porównaniu do Słońca, są gorętsze, znacznie bardziej masywne i emitują o wiele światła ultrafioletowego. Gdy cząsteczka pochłania fotony światła, staje się wzbudzona i ma więcej energii do reagowania z innymi cząstkami. W przypadku cząsteczki wodoru, po uderzeniu przez fotonu ultrafioletowego zaczyna ona drgać i obracać się szybciej. Od dawna wiadomo, że Orion Nebula ma wiele wodoru. Gdy światło ultrafioletowe pochodzące z duże gwiazdy nagrzewa otaczające cząsteczki wodoru, powstają korzystne warunki do tworzenia się podstawowych węglowodorów. Powstające w ten sposób jony CH+ wychwytują ostatecznie elektron i stają się neutralnymi cząsteczkami CH. To jest początek całej chemii organicznej węgla. Jeśli powstaje coś bardziej skomplikowanego, to i tak zaczyna się od tej prostej molekuły.

Odpowiedz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *