JWST blickt in die kältesten und dunkelsten Molekülwolken

Das Zentrum der Molekülwolke Chamäleon I. (Courtesy of NASA / ESA / CSA / M. Zamani (ESA / Webb) / M. K. McClure (Leiden Observatory) / F. Sun (Steward Observatory) / Z. Smith (Open University) / Ice Age ERS Team)
Das Zentrum der Molekülwolke Chamäleon I. (Courtesy of NASA / ESA / CSA / M. Zamani (ESA / Webb) / M. K. McClure (Leiden Observatory) / F. Sun (Steward Observatory) / Z. Smith (Open University) / Ice Age ERS Team)

Ein internationales Team mit Beteiligung des Southwest Research Institute, der Leiden University und der NASA hat Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST) verwendet, um das bislang dunkelste Bild einer dichten interstellaren Wolke zu machen. Diese Beobachtungen haben die Zusammensetzung einer wahren Schatztruhe mit verschiedenen Eistypen im jungen Universum offenbart, was neue Einblicke in die chemischen Prozesse eines der kältesten, dunkelsten Orte im Universum und in die Ursprünge der Moleküle gibt, aus denen planetare Atmosphären bestehen.

“Das JWST erlaubte uns, Eistypen zu untersuchen, die auf Staubkörnchen innerhalb der dunkelsten Regionen von interstellaren Molekülwolken existieren”, sagte Dr. Danna Quasim vom SwRI, eine Co-Autorin der Studie, die im Journal Nature Astronomy veröffentlicht wurde. “Die Wolken sind so dicht, dass dieses Eis größtenteils vor der harschen Strahlung naher Sterne geschützt war, also ist es recht unberührt. Dies sind die ersten gebildeten Eisteilchen und sie enthalten auch biogene Elemente, die wichtig für Leben sind.”

Das JWST besitzt einen 6,5 Meter großen Spiegel, der ein bemerkenswertes Auflösungsvermögen liefert, ebenso wie seine Empfindlichkeit; es ist für infrarotes Licht optimiert. Infolge dessen konnte das Teleskop erstmals die dichtesten, dunkelsten Wolken im Universum abbilden.

“Diese Beobachtungen geben neue Einblicke in die chemischen Prozesse in einem der kältesten und dunkelsten Orte im Universum, um die molekularen Ursprünge von protoplanetaren Scheiben, planetaren Atmosphären und anderen Objekten im Sonnensystem besser zu verstehen”, sagte Quasim.

Das meiste interstellare Eis enthält nur sehr geringe Mengen an Elementen wie Sauerstoff und Schwefel. Quasim und ihre Co-Autoren versuchen den Mangel an Schwefel in interstellarem Eis zu verstehen.

“Das von uns beobachtete Eis enthält nur ein Prozent des Schwefels, den wir erwarten – 99 Prozent des Schwefels sind woanders gebunden und um zu verstehen, wie Schwefel letztendlich in die Planeten eingebunden wird, die Leben tragen könnten, müssen wir herausfinden wo”, erklärte Quasim.

Im Rahmen der Studie vermuten Quasim und ihre Kollegen, dass der Schwefel in reaktiven Mineralen wie Eisensulfid gebunden sein könnte, das mit Eis reagieren könnte, um das beobachtete, schwefelhaltige Eis zu bilden.

“Eisensulfid ist ein hochgradig reaktives Mineral, das in den Akkretionsscheiben junger Sterne und in Kometenproben nachgewiesen wurde. Es ist auch das häufigste Sulfidmineral in Mondgesteinen”, sagte Quasim. “Wenn Schwefel in diesen Mineralen gebunden ist, könnte das die geringe Menge Schwefel in interstellarem Eis erklären, was Auswirkungen darauf hat, wo in unserem Sonnensystem der Schwefel gespeichert wird. Beispielsweise besitzt die Atmosphäre der Venus schwefelhaltige Moleküle, wobei der Schwefel teilweise aus interstellaren Mineralen stammen könnte.”

Studie: “An Ice Age JWST inventory of dense molecular cloud ices“, Nature Astronomy

Quelle

(THK)

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