JWST weist Carbokationen im Orionnebel nach

Webb-Aufnahmen einer Region im Orionnebel. Ansicht der NIRCam (links) in nahinfraroten Wellenlängen (links), Detailansicht von MIRI in mittelinfraroten Wellenlängen (oben rechts) und ein kombiniertes Detailbild von MIRI und NIRCam (rechts unten) mit der protoplanetaren Scheibe des Systems d203-506. (Credits: ESA / Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA / Webb), and the PDRs4All ERS Team)
Webb-Aufnahmen einer Region im Orionnebel. Ansicht der NIRCam (links) in nahinfraroten Wellenlängen (links), Detailansicht von MIRI in mittelinfraroten Wellenlängen (oben rechts) und ein kombiniertes Detailbild von MIRI und NIRCam (rechts unten) mit der protoplanetaren Scheibe des Systems d203-506. (Credits: ESA / Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA / Webb), and the PDRs4All ERS Team)

Ein internationales Forschungsteam hat das James Webb Space Telescope verwendet, um erstmals eine neue Kohlenstoffverbindung im Weltraum nachzuweisen. Die Carbokationen (CH3+) sind wichtig, weil sie die Bildung komplexerer, kohlenstoffbasierter Moleküle unterstützen. Carbokationen wurden in einem jungen Sternsystem namens d203-506 entdeckt, das eine protoplanetare Scheibe besitzt. Es liegt rund 1.350 Lichtjahre entfernt im Orionnebel.

Kohlenstoffverbindungen bilden die Grundlage allen bekannten Lebens und sind daher besonders interessant für Wissenschaftler, die daran arbeiten zu verstehen, wie Leben auf der Erde entstand und wie es möglicherweise anderswo in unserem Universum entstehen könnte. Die Untersuchung von interstellarer, organischer (kohlenstoffhaltiger) Chemie, die Webb auf neue Art und Weise ermöglicht, ist ein faszinierendes Gebiet für viele Astronomen.

Die einzigartigen Fähigkeiten des Webb Teleskops machen es zu einem idealen Observatorium für die Suche nach diesem entscheidenden Molekül. Seine ausgezeichnete räumliche und spektrale Auflösung und seine Empfindlichkeit trugen zu dem Erfolg des Teams bei. Insbesondere untermauerte Webbs Nachweis einer Reine wichtiger Emissionslinien von CH3+ die Entdeckung.

“Dieser Nachweis validiert nicht nur die unglaubliche Empfindlichkeit des Webb-Teleskops, sondern bestätigt auch die vermutete zentrale Bedeutung von CH3+
für die interstellare Chemie”, sagte Marie-Aline Martin-Drumel von der University of Paris-Saclay in Frankreich, ein Mitglied des Forschungsteams.

Der Zentralstern von d203-506 ist zwar ein kleiner roter Zwergstern, aber das System wird durch die starke ultraviolette Strahlung naher, heißer, junger, massereicher Sterne bombardiert. Wissenschaftler vermuten, dass die meisten planetenbildenden Scheiben eine Periode solch intensiver ultravioletter Strahlung durchlaufen, weil Sterne dazu tendieren, in Gruppen zu entstehen, welche oft massereiche, UV-produzierende Sterne beinhalten.

Normalerweise sollte die ultraviolette Strahlung komplexe organische Moleküle zerstören, weshalb die Entdeckung von CH3+ eine Überraschung zu sein scheint. Allerdings sagt das Team voraus, dass ultraviolette Strahlung in Wirklichkeit die notwendige Energiequelle sein könnte, damit CH3+ überhaupt erst entstehen kann. Wenn es erst einmal entstanden ist, stößt es weitere chemische Reaktionen an, um komplexere Kohlenstoffmoleküle zu bilden.

Das Team betont, dass sich die Moleküle, die es in d203-506 beobachtet, recht stark von typischen protoplanetaren Scheiben unterscheiden. Insbesondere konnten sie keine Hinweise auf Wasser registrieren.

“Das zeigt uns deutlich, dass ultraviolette Strahlung die Chemie einer protoplanetaren Scheibe völlig verändern kann. Sie könnte tatsächlich eine entscheidende Rolle bei den frühen chemischen Stadien des Ursprungs von Leben spielen”, sagte Olivier Berné vom French National Centre for Scientific Research in Toulouse, der Hauptautor der Studie.

Die Ergebnisse stammen aus dem PDRs4ALL Early Release Science program und wurden im Journal Nature veröffentlicht.

Quelle

(THK)

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