ウェッブは、恒星以前の氷の化学の暗黒面を明らかにする
2023 年 1 月 24 日
居住可能な惑星を構築したい場合、氷はいくつかの重要な要素、つまり炭素、水素、酸素、窒素、硫黄 (ここでは CHONS と呼ばれます) の主な供給源であるため、不可欠な要素です。これらの要素は、惑星の大気と、糖、アルコール、単純なアミノ酸などの分子の両方で重要な成分です。
NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡を使用する天文学者の国際チームは、分子雲でこれまでに測定された最も深く、最も冷たい氷の詳細な目録を取得しました。水のような単純な氷に加えて、チームは、硫化カルボニル、アンモニア、メタンから、最も単純な複雑な有機分子であるメタノールまで、さまざまな分子の凍結形態を特定することができました。(研究者たちは、6 つ以上の原子を持つ有機分子は複雑であると考えていました。)これは、若い星の形成中に加熱される前に、将来の世代の星や惑星を作るために利用できる氷の成分について、これまでで最も包括的なセンサスです。
ライデン天文台の天文学者であるメリッサ・マクルーア氏は、「私たちの結果は、星間ダスト粒子上に氷が形成され、そこからセンチメートルサイズの小石に成長し、そこから惑星が円盤内に形成される初期の暗い化学段階についての洞察を提供します」と述べています。観測プログラムの主任研究者であり、この結果を説明する論文の筆頭著者であるオランダ。「これらの観察は、生命の構成要素を作るために必要な単純および複雑な分子の形成経路に関する新しい窓を開きます。」
同定された分子に加えて、チームはメタノールよりも複雑な分子の証拠を発見し、これらの信号を特定の分子に明確に帰することはできませんでしたが、これは複雑な分子が分子雲の氷の深さで形成されることを初めて証明しました.星が生まれる前。
ライデン天文台の天文学者ウィル・ロチャ氏は、「メタノールや可能性のあるエタノールなどの複雑な有機分子を特定したことは、この特定の雲で発達する多くの星や惑星系が、かなり高度な化学状態の分子を継承することも示唆しています」と付け加えました。この発見に。「これは、惑星系におけるプレバイオティクス分子の前駆体の存在が、私たち自身の太陽系のユニークな特徴ではなく、星形成の一般的な結果であることを意味する可能性があります.」
「Chamaeleon I Dark Cloud Background Star NIR38. Ice Chemical Composition」というタイトルのグラフ。 ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の 3 つの機器からのスペクトル データを示す 4 つのグラフがあります。
天文学者は、これまでに冷たい分子雲に最も深く埋め込まれた氷の目録を作成しました。彼らは、NIR38 という名前の背景の星からの光を使用して、カメレオン I と呼ばれる暗い雲を照らしました。雲の中の氷は赤外線光の特定の波長を吸収し、吸収線と呼ばれるスペクトルの指紋を残しました。これらの線は、分子雲内に存在する物質を示します。これらのグラフは、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の 3 つの機器からのスペクトル データを示しています。科学チームは、水のような単純な氷に加えて、二酸化炭素、アンモニア、メタンから、最も単純で複雑な有機分子であるメタノールまで、さまざまな分子の凍結形態を特定することができました。
クレジット: NASA、ESA、CSA、および J. Olmsted (STScI)
硫黄を含む氷のカルボニル硫化物を検出することで、研究者は氷の前星のダスト粒子に埋め込まれた硫黄の量を初めて推定することができました。測定された量は以前に観測された量よりも多いものの、その密度に基づいて、この雲に存在すると予想される総量よりもまだ少ない. これは、他の CHONS 要素にも当てはまります。天文学者にとって重要な課題は、これらの元素がどこに隠れているかを理解することです: 氷、煤のような物質、岩などです。それぞれの種類の物質に含まれる CHONS の量によって、これらの元素のどの程度が系外惑星の大気に行き着き、どの程度が内部に存在するかが決まります。
「私たちが期待するすべてのCHONSを観察していないという事実は、それらが測定できないより岩やすすの多い物質に閉じ込められていることを示している可能性があります」とMcClureは説明しました。地球型惑星。」
氷の化学的特徴付けは、ウェッブに見える特定の赤外線波長で、分子雲の向こうからの星の光が雲内の氷の分子によってどのように吸収されるかを研究することによって達成されました。このプロセスは、分子雲に存在する氷 (凍結分子) を特定するために、実験室のデータと比較できる吸収線として知られる化学的指紋を残します。この研究では、チームは、現在数十の若い世代を形成している過程にある、地球から約 500 光年離れた領域であるカメレオン I 分子雲の特に寒く、密度が高く、調査が困難な領域に埋もれている氷を対象としました。出演者。
この研究に携わった、メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の Webb プロジェクト科学者である Klaus Pontoppidan 氏は、次のように述べています。「氷は、背景の星明かりの連続に対してくぼみとして現れます。このように寒くて密度の高い地域では、背景の星からの光の多くが遮られており、星の光を検出して分子雲の氷を特定するには、ウェッブの絶妙な感度が必要でした。」
この研究は、Webb の 13 のEarly Release Scienceプログラムの 1 つであるIce Age プロジェクトの一部です。これらの観測は、ウェッブの観測能力を紹介し、天文学コミュニティがその機器を最大限に活用する方法を学べるように設計されています。氷河期チームはすでにさらなる観測を計画しており、氷の形成から氷彗星の集合までの氷の旅を追跡したいと考えています。
「これは、氷が最初の合成から原始惑星系円盤の彗星形成領域にどのように進化するかを確認するために取得する一連のスペクトル スナップショットの最初のものです」と McClure は結論付けました。「これにより、どの氷の混合物、つまりどの元素が最終的に地球外惑星の表面に運ばれるか、または巨大なガスまたは氷の惑星の大気に組み込まれるかがわかります。」
これらの結果は、Nature Astronomy の 1 月 23 日号に掲載されました。
2023 年 1 月 24 日
居住可能な惑星を構築したい場合、氷はいくつかの重要な要素、つまり炭素、水素、酸素、窒素、硫黄 (ここでは CHONS と呼ばれます) の主な供給源であるため、不可欠な要素です。これらの要素は、惑星の大気と、糖、アルコール、単純なアミノ酸などの分子の両方で重要な成分です。
NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡を使用する天文学者の国際チームは、分子雲でこれまでに測定された最も深く、最も冷たい氷の詳細な目録を取得しました。水のような単純な氷に加えて、チームは、硫化カルボニル、アンモニア、メタンから、最も単純な複雑な有機分子であるメタノールまで、さまざまな分子の凍結形態を特定することができました。(研究者たちは、6 つ以上の原子を持つ有機分子は複雑であると考えていました。)これは、若い星の形成中に加熱される前に、将来の世代の星や惑星を作るために利用できる氷の成分について、これまでで最も包括的なセンサスです。
ライデン天文台の天文学者であるメリッサ・マクルーア氏は、「私たちの結果は、星間ダスト粒子上に氷が形成され、そこからセンチメートルサイズの小石に成長し、そこから惑星が円盤内に形成される初期の暗い化学段階についての洞察を提供します」と述べています。観測プログラムの主任研究者であり、この結果を説明する論文の筆頭著者であるオランダ。「これらの観察は、生命の構成要素を作るために必要な単純および複雑な分子の形成経路に関する新しい窓を開きます。」
同定された分子に加えて、チームはメタノールよりも複雑な分子の証拠を発見し、これらの信号を特定の分子に明確に帰することはできませんでしたが、これは複雑な分子が分子雲の氷の深さで形成されることを初めて証明しました.星が生まれる前。
ライデン天文台の天文学者ウィル・ロチャ氏は、「メタノールや可能性のあるエタノールなどの複雑な有機分子を特定したことは、この特定の雲で発達する多くの星や惑星系が、かなり高度な化学状態の分子を継承することも示唆しています」と付け加えました。この発見に。「これは、惑星系におけるプレバイオティクス分子の前駆体の存在が、私たち自身の太陽系のユニークな特徴ではなく、星形成の一般的な結果であることを意味する可能性があります.」
「Chamaeleon I Dark Cloud Background Star NIR38. Ice Chemical Composition」というタイトルのグラフ。 ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の 3 つの機器からのスペクトル データを示す 4 つのグラフがあります。
天文学者は、これまでに冷たい分子雲に最も深く埋め込まれた氷の目録を作成しました。彼らは、NIR38 という名前の背景の星からの光を使用して、カメレオン I と呼ばれる暗い雲を照らしました。雲の中の氷は赤外線光の特定の波長を吸収し、吸収線と呼ばれるスペクトルの指紋を残しました。これらの線は、分子雲内に存在する物質を示します。これらのグラフは、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の 3 つの機器からのスペクトル データを示しています。科学チームは、水のような単純な氷に加えて、二酸化炭素、アンモニア、メタンから、最も単純で複雑な有機分子であるメタノールまで、さまざまな分子の凍結形態を特定することができました。
クレジット: NASA、ESA、CSA、および J. Olmsted (STScI)
硫黄を含む氷のカルボニル硫化物を検出することで、研究者は氷の前星のダスト粒子に埋め込まれた硫黄の量を初めて推定することができました。測定された量は以前に観測された量よりも多いものの、その密度に基づいて、この雲に存在すると予想される総量よりもまだ少ない. これは、他の CHONS 要素にも当てはまります。天文学者にとって重要な課題は、これらの元素がどこに隠れているかを理解することです: 氷、煤のような物質、岩などです。それぞれの種類の物質に含まれる CHONS の量によって、これらの元素のどの程度が系外惑星の大気に行き着き、どの程度が内部に存在するかが決まります。
「私たちが期待するすべてのCHONSを観察していないという事実は、それらが測定できないより岩やすすの多い物質に閉じ込められていることを示している可能性があります」とMcClureは説明しました。地球型惑星。」
氷の化学的特徴付けは、ウェッブに見える特定の赤外線波長で、分子雲の向こうからの星の光が雲内の氷の分子によってどのように吸収されるかを研究することによって達成されました。このプロセスは、分子雲に存在する氷 (凍結分子) を特定するために、実験室のデータと比較できる吸収線として知られる化学的指紋を残します。この研究では、チームは、現在数十の若い世代を形成している過程にある、地球から約 500 光年離れた領域であるカメレオン I 分子雲の特に寒く、密度が高く、調査が困難な領域に埋もれている氷を対象としました。出演者。
この研究に携わった、メリーランド州ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の Webb プロジェクト科学者である Klaus Pontoppidan 氏は、次のように述べています。「氷は、背景の星明かりの連続に対してくぼみとして現れます。このように寒くて密度の高い地域では、背景の星からの光の多くが遮られており、星の光を検出して分子雲の氷を特定するには、ウェッブの絶妙な感度が必要でした。」
この研究は、Webb の 13 のEarly Release Scienceプログラムの 1 つであるIce Age プロジェクトの一部です。これらの観測は、ウェッブの観測能力を紹介し、天文学コミュニティがその機器を最大限に活用する方法を学べるように設計されています。氷河期チームはすでにさらなる観測を計画しており、氷の形成から氷彗星の集合までの氷の旅を追跡したいと考えています。
「これは、氷が最初の合成から原始惑星系円盤の彗星形成領域にどのように進化するかを確認するために取得する一連のスペクトル スナップショットの最初のものです」と McClure は結論付けました。「これにより、どの氷の混合物、つまりどの元素が最終的に地球外惑星の表面に運ばれるか、または巨大なガスまたは氷の惑星の大気に組み込まれるかがわかります。」
これらの結果は、Nature Astronomy の 1 月 23 日号に掲載されました。
ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡は、世界有数の宇宙科学天文台です。ウェッブは、太陽系の謎を解き明かし、他の星の周りの遠い世界を見渡し、神秘的な構造と宇宙の起源、そして宇宙における私たちの場所を探ります。Webb は、NASA がそのパートナーである ESA (欧州宇宙機関) およびカナダ宇宙機関と共に主導する国際的なプログラムです。
バナー画像: NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線カメラ (NIRCam) によるこの画像は、630 光年離れたところにあるカメレオン I 暗黒分子雲の中心領域を特徴としています。冷たくてかすかな雲の物質 (青、中央) は、若い、流出する原始星 Ced 110 IRS 4 (オレンジ、左上) の輝きによって赤外線で照らされています。雲の後ろのオレンジ色の点として見られる多数の背景の星からの光は、雲の中の氷を検出するために使用できます。氷は、それらを通過する星の光を吸収します。クレジット: NASA、ESA、CSA、および M. ザマニ (ESA)
最終更新日: 2023 年 1 月 24 日
編集者:ジェイミー・アドキンス
タグ: 銀河,ゴダード宇宙飛行センター,ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 宇宙 星
バナー画像: NASA のジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡の近赤外線カメラ (NIRCam) によるこの画像は、630 光年離れたところにあるカメレオン I 暗黒分子雲の中心領域を特徴としています。冷たくてかすかな雲の物質 (青、中央) は、若い、流出する原始星 Ced 110 IRS 4 (オレンジ、左上) の輝きによって赤外線で照らされています。雲の後ろのオレンジ色の点として見られる多数の背景の星からの光は、雲の中の氷を検出するために使用できます。氷は、それらを通過する星の光を吸収します。クレジット: NASA、ESA、CSA、および M. ザマニ (ESA)
最終更新日: 2023 年 1 月 24 日
編集者:ジェイミー・アドキンス
タグ: 銀河,ゴダード宇宙飛行センター,ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 宇宙 星
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