Високолетящият телескоп SOFIA хвърля светлина върху мястото, откъдето може би са възникнали някои от основните градивни елементи за живота. Скорошно проучване, публикувано на The Astrophysical Journal: Letters водени от астрономи от Университета на Хаваите, включително сътрудници от Калифорнийския университет Дейвис, Университета Джон-Хопкинс, Музея на естествените науки в Северна Каролина, Апалачийския държавен университет и няколко международни партньори (включително финансиране от НАСА), разгледаха продължително мистерия в формирането на планетата: химическият път на елемента сяра и нейните последици и роля във формирането на планетите и живота.
Число16 на периодичната таблица, сярата е десетият най-често срещан елемент във Вселената. Серата е не само проследяващ елемент, участващ в образуването на прахови зърна около млади звезди, водещи до планети, но също така се подозира, че е необходим градивен елемент за живота. Разглеждането на разпределението на сяра във Вселената също би могло да ни даде представа за историята как започва примитивният живот тук, на Земята.
За проучването изследователите разгледаха онова, което е известно като млади звездни обекти (YSOs). Това са млади звезди на етап, преди да започнат да синтезират водород и са вградени в молекулен облак, богат на прах и газ. Конкретният обект, насочен в изследването, е MonR2 IRS3, срутващ се протостар в Monoceros R2 звездообразуващия регион. Разположен в съзвездието Моноцерози Еднорогът (понякога известен още като Нархал) MonR2 IRS3 е един от многото YSO в региона, хранилище от протопланетен прах и газ, заобикалящо срутващо се ядро.
След етапа на YSO газът или е станал част от звездата, нейната планетарна система, или е издухан. Тогава звездата започва да слепи водород в хелий, както и по-тежки елементи, наблюдавани при по-масивните звезди. Следователно младите звездни обекти като MonR2 IRS3 са перфектни лаборатории за изследване на мистериозната химия, участваща във формирането на планети и молекули, необходими за живота.
За изследването екипът използва SOFIA - Стратосферната обсерватория за инфрачервена астрономия на НАСА - преобразуван самолет Boeing 747SP с 2.5-метров инфрачервен телескоп, монтиран зад плъзгаща се врата и насочен перпендикулярно спрямо оста на самолета. Високо летящият SOFIA е идеален за такова изследване, тъй като може да стигне далеч над по-голямата част от земната атмосферна водна пара, която пречи на инфрачервената астрономия.
Екипът използва спектрограф Echelon-Cross-Echelle с висока разделителна способност („EXES“), монтиран на телескопа SOFIA. Mon2 IRS3 беше наблюдаван по-рано за проучване на въглероден окис (CO) с помощта на инструмента NIRSPEC на големия наземен телескоп Keck II и тези наблюдения помогнаха за информиране на разследването на SOFIA на серен диоксид (SO2), молекула, за която се смята, че е хранилище на сярата в протопланетарните системи. Сириус, най-ярката звезда в небето, също беше наблюдаван за калибриране на данните. Наблюденията на EXES позволиха на наблюдателите да преценят ширината на спектралната линия на SO2 в зодообразуващия регион за първи път, както и да придобият представа за изобилието на тази молекула като резервоар за сяра. Например тесни линии от топло СО2 газ предполага сублимация на лед чрез топлина от образуващото се ядро, докато широките линии са показателни за удари, разпръскващи сяра от малки зърна. Това проучване установи долна граница на SO2 изобилие и определят, че льдовете, сублимирани от горещото ядро MonR2 IRS3, могат да бъдат източник на SO2 газ.
Следвайки Сярата
Наблюденията за процеса на сяра в YSO са интригуващи. За първи път екипът наблюдава формирането на SO2 (серен диоксид) в горещо ядро, което показва, че този начин на образуване е поне толкова ефективен, колкото при удари. Освен това, този процес може да е важен при по-ниска маса (т.е. по-близък до нашата Слънчева система, когато тя се е формирала преди ~ 4,57 милиарда години) YSO, които бъдещите наблюдения могат да помогнат за потвърждение.
Бъдещата работа може също да помогне за установяване на относителното значение на другите примитивни резервоари за сяра. Гледането на сероводород в YSOs - смята се за основен принос на сяра в примитивната слънчева система - показва, че простото радиационно нагряване и леките удари са поне толкова ефективни при образуването и разпределението на сяра, както се смяташе по-рано от разпръскването и силните удари , Това също показва силна връзка между резервоарите на сяра, наблюдавани в нашата собствена слънчева система в Комета 67 / P Чурюмов-Герасименко, които бяха проучени от мисията на Европейската космическа агенция „Розета“ от 2014 до 2016 г.
„Тези наблюдения, направени с телескопа SOFIA, са от ключово значение за отключването на някои от тайните на протопланетарните молекулярни резервоари,“ каза д-р Рейчъл Смит (Музей на естествените науки в Северна Каролина / Апалачий държавен университет). Космическо списание. „Чрез такива връзки между различни набори от данни за един обект, евентуално можем да изградим цялостна картина на еволюцията на планетите и молекулите, необходими за живота.“
Какво следва за новите наблюдения? За да потвърди хипотезата за ИЗ2 резервоар, са необходими последващи наблюдения на съдържащи сяра ледове от предстоящи мисии като изстрелването на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ през 2021 г. и може би с помощта на отново включена, изключена WFIRST мисия (широколентов инфрачервен космически телескоп), която е нулирана в предложението за бюджета на НАСА за финансовата 2020 г.
С пускането на нови телескопи и подобренията на съществуващите, те ще навлязат в „златната ера на инфрачервената астрономия“ в следващия декад, което позволява на астрономите да проследяват елементи обратно към своите първообрази.
