Visoko leteči teleskop SOFIA osvetljuje, od kod morda izvirajo nekateri osnovni gradniki za življenje. Nedavna študija, objavljena na The Astrophysical Journal: Pisma pod vodstvom astronomov z Havajske univerze, vključno s sodelavci kalifornijske univerze Davis, univerze Johns-Hopkins, muzeja naravoslovnih znanosti Severne Karoline, državne univerze Appalachian in več mednarodnih partnerjev (vključno s sredstvi NASA), so si ogledali dolgotrajno skrivnost v oblikovanju planetov: kemijska pot elementa žvepla ter njegove posledice in vloga pri nastajanju planetov in življenja.
Število16 na periodični tabeli je žveplo deseti najpogostejši element v vesolju. Ne le, da je žveplo sledilni element, ki sodeluje pri oblikovanju zrn prahu okoli mladih zvezd, ki vodijo do planetov, za katere se domneva, da so potrebni gradnik življenja. Če pogledamo distribucijo žvepla v vesolju, bi nam lahko dal tudi vpogled v zgodbo o tem, kako se je na Zemlji začelo primitivno življenje.
V raziskavi so raziskovalci pogledali, kaj so znani kot mladi zvezdni predmeti (YSOs). To so mlade zvezde na stopnji, preden začnejo zlivati vodik in so vdelane v molekularni oblak, bogat s prahom in plinom. Specifični cilj, ki je bil ciljno usmerjen v študiji, je bil MonR2 IRS3, propadajoči protostar v območju zvezde Monoceros R2. MonR2 IRS3, ki se nahaja v ozvezdju Monoceros Samorog (včasih znan tudi kot Narwhal), je eden izmed številnih YSO v regiji, skladišče protoplanetarnega prahu in plina, ki obdaja propadajoče jedro.
Po stopnji YSO je plin ali postal del zvezde, njenega planetarnega sistema ali pa je odpihnil. Zvezda nato začne topiti vodik v helij, kot tudi težji elementi, ki jih vidimo pri bolj masivnih zvezdah. Mladi zvezdni predmeti, kot je MonR2 IRS3, so tako popolni laboratoriji za raziskovanje skrivnostne kemije, ki sodeluje pri tvorbi planetov in molekul, potrebnih za življenje.
Za študijo je ekipa uporabila SOFIA - NASA-in stratosferski observatorij za infrardečo astronomijo - predelano letalo Boeing 747SP z 2,5-metrskim infrardečim teleskopom, nameščenim za drsnimi vrati in usmerjeno pravokotno proti osi letala. Visoko leteča SOFIA je idealna za takšno študijo, saj lahko sega daleč nad večji del Zemljine atmosferske vodne pare, kar ovira infrardečo astronomijo.
Ekipa je uporabila spektrograf Echelon-Cross-Echelle Spectrograph ("EXES"), nameščen na teleskopu SOFIA. Mon2 IRS3 so že pred tem opazovali za študijo o ogljikovem monoksidu (CO) z uporabo instrumenta NIRSPEC na velikem zemeljskem teleskopu Keck II, ki so pripomogla k obveščanju SOFIA o preiskavi žveplovega dioksida (SO2), molekula, za katero velja, da je odlagališče žvepla v protoplanetarnih sistemih. Za kalibracijo podatkov so opazili tudi Siriusa, najsvetlejšo zvezdo na nebu. Opazovanja EXES so opazovalcem omogočala merjenje širine spektralne črte SO2 v območju nastanka zvezd prvič, pa tudi dobili vpogled v številčnost te molekule kot rezervoarja žvepla. Na primer ozke črte iz toplega SO2 plin kaže na sublimacijo ledu s toploto iz tvorjenega jedra, medtem ko široke črte kažejo na udarce, ki razpršijo žveplo z majhnih zrn. Ta študija je ugotovila spodnjo mejo SO2 številčnost, in ugotovil, da so lahko ćili, sublimirani iz vročega jedra MonR2 IRS3, vir SO2 plina.
Po Žveplu
Opazovanja žveplovega procesa v YSO so zanimiva. Skupina je prvič opazovala nastanek SO2 (žveplov dioksid) v vročem jedru, kar kaže, da je ta način tvorbe vsaj tako učinkovit kot pri sunkih. Nadalje je ta proces lahko pomemben pri manjši masi (tj. Bolj podobni našemu sončnemu sistemu, ko je nastajal pred ~ 4,57 milijarde let) YSO, kar bodo prihodnja opažanja lahko pomagala potrditi.
Prihodnje delo lahko pomaga tudi pri ugotavljanju sorazmernega pomena drugih primitivnih rezervoarjev žvepla. Če pogledamo na vodikov sulfid v YSO-jih, ki naj bi bil glavni prispevalec žvepla v primitivnem sončnem sistemu, - kaže, da sta preprosto sevalno segrevanje in blagi sunki vsaj tako učinkovita pri tvorbi in porazdelitvi žvepla, kot smo prej mislili pri škropljenju, močnih sunkih . To kaže tudi močno povezavo med rezervoarji žvepla, ki jih vidimo v našem sončnem sistemu v kometu 67 / P Churyumov-Gerasimenko, ki jih je raziskovalna misija Evropske vesoljske agencije Rosetta od leta 2014 do 2016.
"Ta opažanja, posneta s teleskopom SOFIA, so ključna za odkritje nekaterih skrivnosti protoplanetarnih molekulskih rezervoarjev," je povedala dr. Rachel Smith (Muzej naravoslovnih muzej v Severni Karolini / Appalachian State University) Vesoljski časopis. "S takšnimi povezavami med različnimi nabori podatkov za posamezen predmet lahko sčasoma sestavimo celovito sliko razvoja planetov in molekul, potrebnih za življenje."
Kaj sledi za nova opažanja? Za potrditev hipoteze za SO2 rezervoarja, potrebna so nadaljnja opazovanja levov, ki vsebujejo žveplo, v prihodnjih misijah, kot je lansiranje vesoljskega teleskopa James Webb leta 2021, in morda znova uporabljena misija WFIRST (Wide Field Infrared Space Telescope), ki je bila izravnana z ničlo v predlogu NASA za proračun za leto 2020.
Z lansiranjem novih teleskopov in izboljšavami obstoječih lahko v prihodnjo dekado vstopijo v zlato dobo infrardeče astronomije, ki astronomom omogoča sledenje elementom do njihovih prvobitnih začetkov.
