W świecie astronomii nieczęsto zdarzają się odkrycia, które sprawiają, iż choćby naukowcy mają gęsią skórkę. Ale tym razem właśnie tak się stało. W odległej galaktyce, poza granicami naszej Drogi Mlecznej, naukowcy wykryli złożone cząsteczki organiczne, chemiczne składniki, które mogą być fundamentem życia. To pierwsze w historii takie odkrycie poza naszą galaktyką.
Astronomowie dokonali odkrycia, które może zmienić nasze pojmowanie tego, w jaki sposób chemiczne składniki życia rozprzestrzeniły się w kosmosie. Wykryli oni cząsteczki organiczne składające się z ponad sześciu atomów, zamrożone w lodzie, wokół młodej gwiazdy o nazwie ST6, która powstawała w galaktyce znajdującej się poza Drogą Mleczną.
Korzystając z instrumentu MIRI (Mid-Infrared Instrument) Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST), naukowcy odkryli pięć różnych związków węgla w Wielkim Obłoku Magellana, naszym najbliższym galaktycznym sąsiedzie. Zespół kierowany przez Martę Sewiło, badaczkę z Uniwersytetu Maryland i NASA, opisał swoje odkrycia w artykule opublikowanym w czasopiśmie Astrophysical Journal Letters.
Alkohol w kosmicznym lodzie
Zespół Sewiło zidentyfikował pięć złożonych cząsteczek organicznych (COM) w lodzie otaczającym młodą protogwiazdę, z których wiele występuje również na Ziemi: metanol i etanol (popularne rodzaje alkoholu), mrówczan metylu i aldehyd octowy (głównie używane jako chemikalia przemysłowe na Ziemi) oraz kwas octowy (główny składnik octu).
Za pomocą instrumentu MIRI teleskopu JWST naukowcy wykryli złożone cząsteczki organiczne wokół młodej gwiazdy ST6 w Wielkim Obłoku Magellana. Cała galaktyka jest widoczna na zdjęciu w dalekiej podczerwieni (w prawym górnym rogu). Główny obraz to powiększenie obszaru formowania się gwiazd w Wielkim Obłoku Magellana. Obraz MIRI teleskopu JWST o długości fali 19 mikronów przedstawia ST6 (w prawym dolnym rogu). Ilustracja: NASA/ESA/CSA/JPL-Caltech/M. Sewiło i in. Jedna z tych cząsteczek, kwas octowy, nigdy wcześniej nie została jednoznacznie wykryta w lodzie kosmicznym, natomiast etanol, mrówczan metylu i aldehyd octowy stanowią pierwsze wykrycia tych COM w lodzie poza Drogą Mleczną.
Ponadto zespół zaobserwował również cechy widmowe przypominające inny lodowy COM: aldehyd glikolowy, cząsteczkę pokrewną cukrowi i prekursor bardziej złożonych biocząsteczek, takich jak składniki RNA; jednak konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić jego wykrycie.
Diagram przedstawiający związki chemiczne wykryte na lodowych ziarnach pyłu wokół ST6: aldehyd octowy, kwas octowy, etanol i mrówczan metylu. Ilustracja: Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda NASA.Kosmiczne chemiczne puzzle
Odkrycie zespołu jest szczególnie niezwykłe, ponieważ środowisko, w którym znaleziono te cząsteczki, jest niezwykle trudne do badania. Wielki Obłok Magellana, położony około 160 000 lat świetlnych od Ziemi, stanowi naturalne laboratorium do badania procesów gwiazdotwórczych w warunkach zbliżonych do tych, jakie panowały we wczesnym Wszechświecie.
Galaktyka zawiera około jednej trzeciej do połowy pierwiastków ciężkich (pierwiastków o liczbie atomowej wyższej niż hel) występujących w naszym Układzie Słonecznym i jest narażona na znacznie silniejsze promieniowanie ultrafioletowe.
Środowisko o niskiej metaliczności, oznaczające zmniejszoną obfitość pierwiastków cięższych od wodoru i helu, jest interesujące, ponieważ przypomina galaktyki z wcześniejszych epok kosmologicznych. To, czego dowiadujemy się w Wielkim Obłoku Magellana, możemy wykorzystać do zrozumienia tych bardziej odległych galaktyk z czasów, gdy Wszechświat był znacznie młodszy – wyjaśnia Sewiło.
Więcej na Spider’s Web:
Składniki życia w odległej galaktyce
Znalezienie lodowych COM-ów w warunkach zbliżonych do tych, jakie panowały we wczesnym wszechświecie, sugeruje, iż podstawowe elementy większych biocząsteczek, ważne dla powstania życia, powstawały znacznie wcześniej i w bardziej zróżnicowanych warunkach kosmicznych, niż dotychczas sądzono.
Chociaż odkrycia zespołu nie dowodzą istnienia życia poza Ziemią, badania sugerują, iż gatunki te mogły przetrwać ewolucję układów planetarnych, a następnie, po uformowaniu się, zostać zasymilowane przez wczesne planety, gdzie życie mogłoby rozkwitnąć.
Sewiło planuje rozszerzyć te badania o kolejne protogwiazdy zarówno w Wielkim Obłoku Magellana, jak i potencjalnie w Małym Obłoku Magellana, najbliższej Ziemi galaktyce, i kontynuować zgłębianie zagadnień dotyczących złożonej chemii wszechświata.
Czy życie jest kosmiczną regułą, a nie wyjątkiem?
Choć badania Martyny Sewiło i jej zespołu nie dowodzą istnienia życia poza Ziemią, to pokazują coś równie ważnego: warunki sprzyjające powstawaniu życia nie są wyjątkowe. To, co dzieje się w Wielkim Obłoku Magellana, może być uniwersalnym procesem powtarzającym się w milionach galaktyk.
W ciągu następnych lat naukowcy planują kontynuować obserwacje kolejnych protogwiazd w Wielkim i Małym Obłoku Magellana, by sprawdzić, czy podobne cząsteczki występują również tam. jeżeli tak, może się okazać, iż Wszechświat aż roi się od chemicznych przepisów na życie.
A to już naprawdę coś, od czego przechodzą ciarki po plecach.
