Иные миры #1
Объект 2354
Объект 2354
За последние три десятилетия астрономы обнаружили более 5000 экзопланет. Новости об очередных открытиях подобных объектов уже не вызывают того энтузиазма, что в начале. Публика искренне надеется услышать о внеземных цивилизациях или просто о наличии жизни хоть на одном из них. Что ж, не исключено, что этот прорыв в исследовании Вселенной произойдет в обозримом будущем. Начал работу космический телескоп «Джеймс Уэбб», а в ближайшее десятилетие к нему присоединятся наземные обсерватории нового поколения. Таким образом, высокоточные и мощные инструменты поиска ученым будут предоставлены. Остается понять, куда направить их взоры.
Поиск инопланетян начался давно. Ещё до того, как были обнаружены первые планеты за пределами Солнечной системы. После изобретения радио люди стали отправлять в космос сигналы, и предположение о том, что представители внеземных цивилизаций делают то же самое, казалось логичным. В 1984 году поиск сообщений этого типа начала программа «SETI». К сожалению, до настоящего времени ни одного из них принято так и не было.
64-х метровый радиотелескоп в Обсерватория Паркса (Австралия)
Впрочем, в этом нет ничего удивительного. Человечество пользуется радио менее двухсот лет, а жизнь на планете возникла миллиарды лет назад. Возможно, наши соседи ещё просто не изобрели эту технологию или успели отказаться от неё за ненадобностью? Естественно, чтобы повысить шансы найти инопланетную жизнь, нужно искать что-то более универсальное. Какой-то сигнал, который зеленые человечки могут отправить, сами того не желая. В частности, тот, что именуется биосигнатурой. При этом надо учитывать, что мы пока не в состоянии узнать заранее, на что будет похожа жизнь на той или иной планете, поэтому ученые вынуждены ориентироваться на земную биологию.
Вид с поверхности землеподобной экзопланеты в представлении художника
Вследствие того, что экзопланеты находятся от нас на огромном расстоянии, исследования ведутся с помощью телескопов. Они улавливают мизерное количество света, исходящего от этих небесных тел, после чего астрономы проводят анализ спектра. По наличию в нем тех или иных цветов можно получить важнейшую информацию об этих далеких мирах. В том числе и биосигнатуры. Но сделать это на практике чрезвычайно сложно. Телескопы вынуждены работать с исчезающе малыми значениями. Так, например, планета размером с Землю выглядит как пятнышко, которое в миллион раз меньше своей звезды, и нередко оно находится внутри того же самого пикселя, что светило.
Картинка иллюстрирует, как ученые используют спектроскопию, чтобы определить, какие вещества присутствуют в атмосфере небесного тела
Без сверхчувствительных обсерваторий вроде «Джеймса Уэбба» здесь не обойтись никак. Этот телескоп уже помог получить спектры атмосфер нескольких экзопланет, в результате чего там обнаружились, в частности, вода и углекислый газ. Пока он рассматривает горячие газовые гиганты, которые, как считается, непригодны для известной нам жизни. Однако эти результаты являются убедительным доказательством работоспособности метода. Можно надеяться, что, обратив внимание на планеты земного типа, мы сможем разглядеть биосигнатуры и там.
Данные о составе атмосферы экзопланеты WASP-96 b полученные телескопом Джеймса Уэбба
Их можно разделить на категории, и к первой из них мы отнесем атмосферные. Некоторые газы производятся преимущественно живыми существами. По крайне мере, вероятность их биологического происхождения гораздо выше абиотического. Чтобы быть замеченными в спектре экзопланеты с Земли, они должны присутствовать в атмосфере в достаточно высокой концентрации. Кроме того, их сигнатуры внутри спектра не должны пересекаться с сигналами других абиотических субстанций. Речь, в частности, идет о кислороде и метане, которые как минимум у нас являются побочными продуктами метаболической деятельности живых организмов. Это самые перспективные атмосферные биосигнатуры, так как их легче всего обнаружить с помощью имеющихся в распоряжении науки технологий.
Кислород вырабатывается растениями, водорослями и бактериями во время фотосинтеза, а производством метана занимаются разновидности бактерий, прижившиеся в средах с низким содержанием кислорода, например, на дне океана. Оба газа могут образовываться также вследствие абиотических процессов. Кислород генерируется при расщеплении молекул воды ультрафиолетовым светом, а метан в вулканической среде. Таким образом, если «Джеймс Уэбб» обнаружит планету, в атмосфере которой есть названные газы, это не будет автоматически значить наличие жизни на данном космическом объекте. Но если там будет значительный их объем, сохраняющийся в течение длительного времени, это уже довольно жирный намек.
Kepler-442 b в представлении художника
Кислород и метан охотно вступают в реакции с другими веществами. Первый делает это с материалом, например, горных пород, а второй расщепляется солнечным светом. Они также легко взаимодействуют друг с другом, образуя углекислый газ и воду. Устойчивое присутствие в атмосфере будет означать, что их запас постоянно пополняется. Вполне возможно, что биологическими жизненными формами. Естественно, здесь все проистекает из предположения, что последние способны к фотосинтезу или метаногенезу. Но, если задуматься, почему бы и нет? На Земле есть растения, люди, индейки, осьминоги, грибы, бактерии... Их метаболизм генерирует те или иные побочные продукты, поэтому было бы логично предположить, что на других планетах происходит ровно то же самое. Причем искать следует не только кислород и метан.
Бромметан
К числу более экзотических атмосферных биосигнатур относится, в частности, бромметан. Это газ, вырабатывающийся микробами, водорослями, растениями и грибами, пытающимися избавиться от токсичных металлов, а также галогенидов. На Земле единственным крупным абиотическим источником бромметана является промышленность. Что, конечно же, говорит само за себя. Также в этом ряду достоин упоминания оксид азота (веселящий газ), который генерируется бактериями и грибами, расщепляющими некоторые соединения азота. Абиотическими его производителями выступают разряды молний и интенсивная солнечная активность, но ученые могут идентифицировать эти «примеси», так как параллельно с ними образуются другие вещества, заметные в спектре.
Впрочем, у альтернативных биосигнатур есть существенный недостаток. Они генерируются в гораздо меньших объемах, чем кислород или метан, и легко разрушаются ультрафиолетовым излучением. Но это не значит, что их нельзя увидеть при всем желании. Эти соединения были бы заметнее в спектре экзопланеты, вращающейся вокруг не похожей на Солнце звезды. А именно намного менее массивной и яркой. Также необходимо, чтобы светило было более красным и не производило лишнего ультрафиолета. Этим условиям вполне удовлетворяет система TRAPPIST-1, которая располагается совсем неподалеку от нас. Здесь вокруг древнего красного карлика вращаются целых семь планет земного типа.
Иллюстрация системы TRAPPIST-1
К сожалению, выделить слабые экзотические биосигнатуры на них может оказаться не под силу даже «Джеймсу Уэббу». Возможно, в данном случае ученым придется подождать до появления телескопов следующего поколения. Это, например, обсерватория «PLATO» Европейского космического агентства, запуск которой намечен на 2026 год. Предполагается, что она будет наблюдать за отдельными звездными системами гораздо дольше, благодаря чему данные спектроскопии станут более обстоятельными. Возлагаются надежды и на обсерваторию «LUVOIR-A», которая будет мощнее и «Хаббла», и «Уэбба». Диаметр её зеркала составит 15 метров. Но это далекая перспектива, так как проект находится на стадии первоначального рассмотрения и будет реализован в лучшем случае в 40-х годах этого столетия.
Возможный вид космического телескопа LUVOIR-A
Биосигнатуры могут поступать и с поверхности планеты. Если посмотреть на Землю из космоса, то присутствие человечества можно заметить хотя бы по искусственному освещению. Виды, не достигшие такого уровня технологического развития, способны заявить о себе посредством биолюминесценции. А ещё можно присмотреться к биосигнатурам, возникающим в результате взаимодействия жизни со звездным светом. Почему Земля с небольшой высоты кажется зеленой? Потому что она покрыта растениями. Почему мы видим именно этот цвет? Из-за фотосинтеза. Растительные клетки, осуществляющие его, заполнены пигментом, поглощающим солнечный свет на одних длинах волн и отражающим на других. В первом случае это красный и синий, а во втором – зеленый.
Однако охотнее всего растения отражают инфракрасный цвет, который человеческий глаз не воспринимает. Если бы инопланетяне посмотрели на Землю в телескоп со своей планеты, то увидели бы эффект, который именуется «красным краем» фотосинтеза. Если эта внеземная цивилизация хоть чем-то похожа на нас, то её астрономы должны знать, что воспроизвести его способны лишь считанные абиотические источники. Естественно, ничто не мешает и нам искать эту характерную биосигнатуру во Вселенной. Проблемой в данном случае может стать облачность, которая закрывает «источник информации». Согласно имеющимся представлениям, фотосинтез наиболее вероятен на теплых, богатых водой небесных телах, то есть именно тех, чья атмосфера скорее всего будет наполнена облаками и тучами.
Напоследок упомянем временные биосигнатуры, которые генерируются и в атмосфере, и на поверхности экзопланеты. Чтобы выявить их, требуется очень длительное наблюдение. Здесь предстоит искать регулярно повторяющиеся паттерны, которые позволяют обоснованно допустить смену жизненных циклов по мере движения небесного тела вокруг звезды. Это могут быть сезонные изменения концентрации газа в атмосфере, указывающие на расцвет и увядание жизни на поверхности. На Земле, например, уровень углекислого газа снижается летом, когда его активно потребляют растения, и вновь повышается зимой. Также от времени года зависит интенсивность упомянутого выше красного края.
Избегать поспешных выводов следует и в случае с временными биосигнатурами. Сезонные колебания уровня метана, например, могут быть вызваны абиотическими причинами. Молекулы этого газа распадаются быстрее при более высокой влажности воздуха, которая склонна изменяться при смене времен года. Кроме того, не будем забывать, что на расстоянии в десятки и сотни световых лет сезонные колебания не слишком различимы – получаемые данные неумолимо стремятся к усреднению, так как лето в одном полушарии означает зиму в другом.
Как видим, с детекцией инопланетной жизни все и вправду обстоит очень непросто. Перспективы вроде бы есть, но все они туманны. Будем надеяться, что уже существующие телескопы и те, которые только строятся, создаются не зря. Вселенная огромна, и искать жизнь в ней невероятно сложно. Но если она все-таки будет найдена, это станет величайшим открытием за всю историю человечества.
Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать ее "плюсиком" или подписаться на этот канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.
Мы искренне ценим каждого нашего читателя. Если вы захотите поддержать нас материально (по кнопке ниже), то ваше имя/никнейм будут указаны в конце следующей публикации. Это наш маленький способ сказать "спасибо" за вашу доброту и поддержку!
Выражаем благодарность пользователю Пикабу под ником besiaka79 за поддержку!
Эта серия книг. Первая часть начинается с того что учёный получает какой-то неизвестный сигнал из космоса и не сообщая начальству пытается его расшифровать и узнать откуда он пришёл, он узнаёт, но при этом с ним что-то случается ( не помню что, но вроде бы у него глаза радужными стали). Дальше об этом узнаёт правительство и его с братом (космонавтом или военным, не помню) отправляют в космос, туда от куда пришёл сигнал. Они находят источник, им оказывается неизвестный объект-шатл, изучая который они узнают, что Земля не единственная планета с разумными существами при этом существуют высшие расы, представителей которых встречают и которые им говорят, что земляне настолько неразумны что подвергнутся уничтожению, если не докажут обратного играя в виртуальную игру и не достигнут в ней высот за 25 лет. Дальше земляне играют в эту виртуальную игру не зная, что если не выиграют, то умрут. Главный герой с братом пытаются всё исправить. Оказывается, что этот вирт мир находится во времена средневековья и в нём существует магия. Главный герой становится магом и у него появляется питомец, вроде бы волк. Помогите пожалуйста найти название книги!
Как только наука дала возможность обнаруживать в глубинах космоса экзопланеты, астрономы начали искать на них жизнь. Большинство ученых считают, что делать это нужно на небесных телах, напоминающих Землю – каменистых, с жидкой водой на поверхности, не слишком жарких и не очень холодных. Ледяные миры, коих во Вселенной неисчислимое количество, по их убеждению, совершенно не подходят в заявленном качестве. Однако существует также мнение, что условия на них вовсе не исключают развития некоторых форм жизни. Возможно, они будут даже процветать здесь – не вопреки льду, а благодаря ему.
Одним из преимуществ льда является то, что он отлично защищает от радиации. В космосе много разных видов излучения. Оно генерируется не только обычными звездами, вроде Солнца, но и весьма экстремальными источниками, допустим, сверхновыми и сливающимися нейтронными звездами. Важность отдельных его видов трудно переоценить. Солнечный свет согревает Землю и поддерживает жизнь растений на ней. Однако высокоэнергичное излучение губительно для «биологии». Его частицы проникают очень глубоко в большинство материалов и повреждают ДНК. Если говорить о других планетах, то оно, как считается, способно препятствовать образованию первичных живых клеток.
Жизнь на Земле неплохо защищена от вредной радиации. У нашей планеты есть магнитное поле, отклоняющее большую его часть, а атмосфера поглощает частицы, которым удается-таки проскочить. Но эти системы обороны есть далеко не у всех небесных тел, и известная нам жизнь на них вряд ли возможна. Если только там нет какого-то другого «щита». Коим, как кажется, способен стать лед. Он великолепно поглощает излучение. Например, на Европе, спутнике Юпитера, толщина его слоя составляет от 15 до 25 километров. При том, что высокоэнергичное космическое излучение проникает в него максимум на 20 сантиметров. Как видим, жизнь, скрывающаяся под толстым ледяным панцирем, будет надежно защищена как минимум от этой угрозы.
На Земле удалось обнаружить микробов, выживающих под километрами антарктического льда. Они окружают себя чем-то вроде незамерзающей слизи и живут за счет питательных веществ, проходящих через поры во льду. Не очень удобно, но на планетах, где нет атмосферы или магнитного поля, это может быть единственным решением проблемы. И ученые собираются искать жизнь на ледяных мирах Солнечной системы. На 2024 год запланирован запуск автоматической межпланетной станции НАСА «Europa Clipper», первое существительное в названии которой обозначает вовсе не земной континент, а конечную точку назначения. Европейское космическое агентство (ЕКА) уже отправило к Юпитеру АМС «JUICE» (JUpiter ICy moons Explorer). Станция, как это понятно по расшифровке, займется исследованием ледяных лун газового гиганта, и первой из них посетит именно Европу. Случится это в 2032 году.
Работать на поверхности названного спутника или под ней никто пока не планирует, но это не мешает ученым размышлять о том, может ли там действительно существовать жизнь. Намеки на положительный ответ можно найти на нашей родной Земле. В частности, в Японском море, где находятся пласты льда из гидрата метана. Они образуются вблизи вулканических источников морского дна, выбрасывающих названный газ. Когда вода замерзает, она задерживает в себе метан, и если этот процесс происходит достаточно быстро, то внутри льда оказываются пузырьки, содержащие нефть, соленую воду и даже микробов.
В 2015 году ученые, проводившие серию рутинных экспериментов с гидратом метана, испытали настоящий шок, обнаружив организмы, как ни в чем ни бывало живущие во льду и питающиеся нефтью. Микробы создали миниатюрную среду обитания из пузырьков, находящихся внутри кристаллов. За пределами Земли гидрат метана и похожие материалы имеются на самых разных скалистых телах, в том числе на кометах, спутниках и планетах. Если подобный лед поддерживает жизнь на Земле, то почему бы не повторить этот подвиг где-нибудь в космосе?
При этом существование жизни возможно не только во льду и ниже него, но и над ним. На Земле глубина океана составляет в среднем менее четырех километров, лишь в некоторых местах опускаясь до двухзначных значений. В то же время, если верить имеющимся оценкам, на экзопланетах этот показатель может исчисляться тысячами километров.
Такой слой жидкости генерирует огромное давление, в результате чего под ним будет образовываться очень плотный лед. На первый взгляд кажется, что это непреодолимое препятствие для биологической жизни, как минимум той, с которой мы знакомы. Ведь океаны Земли забирают с морского дна питательные вещества, в том числе соли, и разносят их по всей планете. Это позволяет жизненно необходимым материалам попадать во все местные пищевые цепочки.
Поначалу планетологи не были уверены в том, что то же самое может происходить в океанах, где вода и скалистые породы разделены внушительным слоем льда. Однако в 2022 году была опубликована статья, авторы которой выявили, что лед может способствовать перемещению солей и иных питательных веществ из скалистых пород в океаны. На Земле соленого льда не бывает, так как соответствующие соединения выдавливаются при замерзании наружу. Но здесь также нет гигантского давления. При толщине слоя воды в тысячи километров форма ледяных кристаллов будет совершенно иной, допускающей захват солей. И последние там не задержатся. Разница температур между верхней и нижней кромками ледяного слоя спровоцирует перемещение солей наверх, ко дну океана, где они будут растворяться и распространяться.
Как видим, жизнь теоретически может существовать в совершенно экстремальных условиях. Все это по идее должно привести к корректировке понятия «зона обитаемости». Хотя это, по большому счету, гипотетическая категория, допускающая весьма вольные трактовки, в том числе и обрисованного сегодня плана.
Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать нас "плюсиком" или подписаться на наш канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.
На днях мне посоветовали быть более кратким в соцсетях, особенно на Пикабу)
Итак, какова могла бы быть жизнь на небесном теле, при некотороых предполагаемых условиях на нем.
Спутник Юпитера - Европа, и проживают там, конечно, европейцы))
Коротко передавая статью, скажу, что автор предположил о больших перепадах высот на поверхности Европы, где ровные участки крайне редки. Опять же из-за больших перепадов температуры растительности мало и не блещет разнообразием.
Атмосфера разряженная, но чего-либо ядовитого для человека в ней нет и он может некоторое время дышать европейским воздухом, как и высоко в горах.
Местные жители низкорослые, примерно 90-120 см. и более всего напоминают насекомых с легким, твердым хитиновым панцирем, защищающим их от перепадов температур. Руки и ноги европейца приспособлены для карабканья в горах и снабжены когтями - мощными и опасными. Легкие очень развиты из-за разряженной атмосферы. Уши и глаза снабжены защитными мембранами для защиты.
Города небольшие и расположены на редких песчаных равнинах, потому сообщества европейцев малочисленны - всего несколько сот особей.
Из-за малого содержания воды на поверхности спутника, она добывается из глубоких скважин, и даже каждое культурное растение покрыто стеклянным куполом удерживающим влагу от испарения.
А теперь перемещаемся на Ганимед - еще один крупный спутник Юпитера.
Автор статьи, исходя из имеющихся на тот момент данных о Ганимеде, пишет, что спутник обращен к своей планете всегда одной стороной, как наша Луна, что на поверхности есть суша и моря, а вокруг небесного тела есть атмосфера, воздухом которой может дышать человек. Климат был определен, как довольно теплый.
Дома жителей Ганимеда похожи на человеческие, да и они сами близки к нам по строению тела. Но все же они больше напоминают кошек, покрытых красивым густым золотистым мехом. У них раскосые зеленые глаза, уши острые, а нос маленький и плоский. Самки - главенствующий пол на Ганимеде и автор восхищается их грацией, надменностью, красотой форм и меха. Их язык - музыкальная комбинация мяуканья и мурлыканья. В конце концов они показывают свое дружелюбие, но при этом не уходит чувство, что они в любой момент могут становиться опасными.
Титан - самый большой спутник Сатурна и он не намного меньше Марса, так что автор статьи предполагает наличие на Титане атмосферы, причем достаточно плотной. Автор предполагает, что это довольно молодой мир, но он совершенно не похож ни на Марс, ни на нашу Луну, скорее он похож на Венеру.
По мере спуска космического корабля на поверхность Титана, его атмосфера будет принимать красный и оранжевый оттенок, тем не менее она богата кислородом и воздух пригоден для дыхания.
Почва илистая, потому корабль глубоко погружается в нее, космонавты, выйдя из корабля среди поросших мхом поваленных деревьев, находят воздух теплым и достаточно комфортным, однако их не покидает чувство опасности.
Вокруг солоноватая вода и из нее произрастают овощные культуры с плодами, напоминающими луковицы. Высокие тростники и папоротники растут в изобилии. Из-за обилия воды, по Титану лучше путешествовать в лодках.
Поначалу мир выглядит безжизненным, но внезапно раздается всплеск и из глубины поднимается злобная голова на длинной извилистой шее. Оказывается вода скрывает под совей поверхностью доисторических монстров и левиафанов. Титан, это словно Земля эпохи динозавров!
Благодаря журналу "Удивительные истории", мне удалось перевести на русский язык множество рассказов и новел, некоторые из которых опубликованы в серии "Библиотека забытой фантастики" - https://www.litres.ru/serii-knig/biblioteka-zabytoy-fantasti...
Многие из этих книг очень даже неплохо озвучены - https://www.litres.ru/serii-knig/biblioteka-zabytoy-fantasti...
И еще хочу сообщить, что мой собственный роман вполне успешно продвигается)
Спасибо за поддержку, друзья!
Написано Хейгеном Уорреном, 28 июня 2023 года
Первоисточник
Изображение туманности Ориона, сделанное Уэббом. Предоставлено: ЕКА / Уэбб / НАСА / CSA / М. Замани (ESA / Webb) / PDRs4All ERS Team
Благодаря новым данным, собранным совместным космическим телескопом Джеймса Уэбба NASA / Европейского космического агентства / Канадского космического агентства, международная группа ученых впервые в истории обнаружила важное углеродное соединение в протопланетном диске звезды, расположенной в туманности Ориона. Молекула, называемая метилкатионом (CH3 +), совершенно уникальна. Углеродсодержащие молекулы не так эффективно реагирует с водородом, но могут реагировать с другими распространенными молекулами. Эта реакция позволяет создавать и поддерживать более сложные молекулы на основе углерода, похожие на жизнь.
Потенциальное значение CH3 + во всеобщей химии углерода предсказывалось учеными с 1970-х годов. Однако до официального начала работы Webb в 2022 году все телескопы до и после этого не могли обнаружить молекулу во Вселенной. Невероятно чувствительный набор инфракрасных приборов Webb позволил команде, возглавляемой Оливье Берне из Французского национального центра научных исследований в Тулузе, обнаружить углеродное соединение.
Расположенный примерно в 1350 световых годах от нас в туманности Ориона протопланетный диск d203-506 был в центре наблюдений Уэбба и исследований Берне и др. Webb наблюдал туманность с помощью своей камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI). Хотя это была всего лишь спецификация в обширной области циркулирующего газа, пыли, горных минералов и других космических материалов, команда смогла идентифицировать и проанализировать данные Webb d203-506, чтобы обнаружить CH3 + в диске.
Аннотированный рисунок изображения туманности Ориона Вебба, на котором изображен d203-506. (Фото: ESA / Webb / NASA / CSA / М. Замани (ESA / Webb) / команда PDRs4All ERS)
Известно, что соединения углерода составляют основу всех форм жизни на Земле. Без углерода жизнь и многие другие жизненно важные процессы в окружающей среде были бы невозможны. Из-за их важности для жизни и ее формирования ученые постоянно ищут во Вселенной различные признаки и формы углерода — область, известная как межзвездная органическая химия. Ученые, которые ищут углерод во Вселенной, обычно ищут углеродсодержащие молекулярные ионы, поскольку они могут вступать в реакцию с множеством других элементов и молекул, образуя более сложные структуры.
СН3 + является одним из этих молекулярных соединений углерода, которое способно вступать в реакцию с другими элементами / молекулами и образовывать сложные структуры. В течение нескольких десятилетий ученые искали эту молекулу по всей Вселенной из-за ее важности в формировании сложных структур и форм жизни. СН3 + долгое время называли «краеугольным камнем межзвездной органической химии».
Однако, как можно обнаружить соединения углерода в протопланетном диске на расстоянии нескольких тысяч световых лет?
Пытаясь наблюдать молекулярные соединения в протопланетных дисках, ученые обычно используют радиотелескопы и пытаются обнаружить «идеальный дипольный момент» молекулы — молекулярную характеристику, которая означает, что электрический заряд молекулы постоянно находится в дисбалансе из-за ее геометрии (это придает молекуле положительный и отрицательный «конец»). Учитывая, что молекула СН3 + идеально сбалансирована, она не обладает идеальным дипольным моментом и, следовательно, не может быть обнаружена с помощью традиционных радиотелескопов. Вместо этого ученые пытаются обнаружить спектроскопические линии, которые CH3 + излучает в инфракрасном диапазоне. Поскольку атмосфера Земли будет мешать инфракрасным наблюдениям, потребуется космический инфракрасный телескоп.
Изображение MIRI расположения d203-506 (в центре) в туманности Ориона. (Фото: ESA / Webb / NASA / CSA / М. Замани (ESA / Webb) / команда PDRs4All ERS)
Когда Webb — новейший космический инфракрасный телескоп - официально начал научную деятельность в середине 2022 года, использование революционного телескопа для обнаружения CH3 + было первым в списках дел многих ученых. Огромная чувствительность Webb в ближней инфракрасной и средней инфракрасной областям электромагнитного спектра позволяет ему видеть молекулы и структуры, которые обычно скрыты от глаз приборов видимого и рентгеновского телескопов. Кроме того, невероятный размер Webb и массивное зеркало позволяют ему видеть больше Вселенной, чем любому другому телескопу, который был до него. Эти качества сделали Webb идеальным инструментом для обнаружения CH3 +.
Хотя ученые ожидали, что Webb в конечном итоге обнаружит CH3 +, многие были шокированы тем, что телескоп и Берне с соавторами обнаружили его так быстро, как они это сделали (у Webb все еще в разгаре первый год научных наблюдений). Фактически, Берне и др. всего четыре недели потребовалось для интерпретации сигнала CH3 +, который они даже не знали, как идентифицировать, когда увидели его впервые.
«Это обнаружение CH3 + не только подтверждает невероятную чувствительность Джеймса Уэбба, но и подтверждает постулируемую центральную важность CH3 + в межзвездной химии», - сказала спектроскопист и соавтор Мари-Алин Мартин из Университета Париж-Сакле во Франции.
Учитывая возраст и местоположение протопланетного диска в туманности Ориона, d203-506, которая расположена вокруг небольшого красного карлика, постоянно подвергается бомбардировке сильным ультрафиолетовым излучением от окружающих молодых звезд. Многие ученые в настоящее время считают, что большинство звездных систем испытывают этот период интенсивного воздействия ультрафиолетового излучения.
Интересно, однако, что предыдущие данные свидетельствуют о том, что ультрафиолетовое излучение может уничтожать соединения, необходимые для формирования сложных структур. Однако CH3+ — молекула, способная создавать сложные структуры, — была обнаружена в протопланетном диске, который постоянно подвергается воздействию ультрафиолетового излучения. Что здесь происходит?
В своем исследовании Берне и др. объясняют, что для существования CH3 + может потребоваться ультрафиолетовое излучение. Если это правда, ультрафиолетовое излучение служило бы источником энергии для CH3 + в протопланетном диске. Если диск подвергается периоду интенсивного воздействия ультрафиолетового излучения, излучение, по-видимому, значительно изменяет химический состав диска. Чтобы подтвердить это, Уэбб наблюдал за диском, который не подвергался интенсивному ультрафиолетовому излучению, в котором было обнаружено большое количество воды. Однако в d203-506 (который подвергся воздействию радиации) Берне и др. не смогли обнаружить никакой воды в диске или окружающих областях.
«Это ясно показывает, что ультрафиолетовое излучение может полностью изменить химический состав протопланетного диска. На самом деле это может сыграть решающую роль на ранних химических стадиях зарождения жизни, помогая синтезу CH3 + — то, что, возможно, ранее недооценивалось», - объяснил Берне.
Результаты Берне и др. были опубликованы в журнале Nature 26 июня.
«Наше открытие стало возможным только потому, что астрономы, разработчики моделей и лабораторные спектроскописты объединили усилия, чтобы понять уникальные особенности, наблюдаемые Джеймсом Уэббом», - сказал Мартин.
Мы постарались сделать каждый город, с которого начинается еженедельный заед в нашей новой игре, по-настоящему уникальным. Оценить можно на странице совместной игры Torero и Пикабу.
Реклама АО «Кордиант», ИНН 7601001509