Originalveröffentlichung am 26.06.2023 zu finden unter: https://webbtelescope.org/news/news-releases
Zusammenfassung: Dieses Molekül, das noch nie zuvor im Weltraum gesehen wurde, ist vermutlich ein Eckpfeiler der interstellaren organischen Chemie
Kohlenstoffverbindungen bilden die Grundlage allen bekannten Lebens und sind daher von besonderem Interesse für Wissenschaftler, die verstehen wollen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und wie es sich möglicherweise anderswo in unserem Universum entwickeln könnte. Daher ist die Untersuchung der interstellaren organischen (kohlen-stoffhaltigen) Chemie für viele Astronomen ein äußerst faszinierendes Gebiet.
Ein internationales Team von Astronomen hat mit NASA’s James-Webb-Weltraumteleskop zum ersten Mal eine Kohlen-stoffverbindung nachgewiesen, die als Methylkation bekannt ist. Dieses Molekül ist wichtig, weil es die Bildung komplexerer Moleküle auf Kohlenstoffbasis unterstützt. Es wurde in einem jungen Sternsystem mit einer protoplanetaren Scheibe in 1.350 Lichtjahren Entfernung im Orionnebel gefunden.
Ein Team internationaler Wissenschaftler hat mit dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA zum ersten Mal eine neue Kohlenstoffverbindung im Weltraum nachgewiesen. Das als Methylkation (CH3+) bekannte Molekül ist wichtig, weil es die Bildung komplexerer Moleküle auf Kohlenstoffbasis unterstützt. Das Methylkation wurde in einem jungen Sternsystem mit einer protoplanetaren Scheibe namens d203-506 entdeckt, das sich in etwa 1.350 Lichtjahren Entfernung im Orionnebel befindet.
Kohlenstoffverbindungen bilden die Grundlage allen bekannten Lebens und sind daher besonders interessant für Wissen-schaftler, die verstehen wollen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat und wie es sich möglicherweise anderswo in unserem Universum entwickeln könnte. Die Erforschung der interstellaren organischen (kohlenstoffhaltigen) Chemie, die Webb auf neue Weise eröffnet, ist für viele Astronomen ein äußerst faszinierendes Gebiet.
Es wird angenommen, daß CH3+ besonders wichtig ist, weil es leicht mit einer Vielzahl anderer Moleküle reagiert. Infolgedessen wirkt es wie ein “Bahnhof”, in dem ein Molekül eine Zeit lang verweilen kann, bevor es in eine von vielen verschiedenen Richtungen geht, um mit anderen Molekülen zu reagieren. Aufgrund dieser Eigenschaft vermuten die Wissenschaftler, daß CH3+ einen Eckpfeiler der interstellaren organischen Chemie bildet.
Die einzigartigen Fähigkeiten von Webb machten es zum idealen Observatorium für die Suche nach diesem wichtigen Molekül. Die exquisite räumliche und spektrale Auflösung von Webb sowie seine Empfindlichkeit trugen zum Erfolg des Teams bei. Insbesondere die Entdeckung einer Reihe von wichtigen Emissionslinien von CH3+ durch Webb hat die Entdeckung bestätigt.
“Dieser Nachweis bestätigt nicht nur die unglaubliche Empfindlichkeit von Webb, sondern auch die für notwendig erachtete zentrale Bedeutung von CH3+ in der interstellaren Chemie”, sagte Marie-Aline Martin-Drumel von der Universität Paris-Saclay in Frankreich, ein Mitglied des Wissenschaftsteams.
Obwohl der Stern in d203-506 ein kleiner Roter Zwerg ist, wird das System durch intensives ultraviolettes (UV-) Licht von nahen heißen, jungen, massereichen Sternen bombardiert. Wissenschaftler glauben, daß die meisten Planeten bildenden Scheiben eine Periode mit solch intensiver UV-Strahlung durchlaufen, da Sterne dazu neigen, sich in Gruppen zu bilden, die oft masse-reiche, UV-produzierende Sterne enthalten.
Normalerweise geht man davon aus, daß UV-Strahlung komplexe organische Moleküle zerstört, so daß die Entdeckung von CH3+ überraschend zu sein scheint. Das Team geht jedoch davon aus, daß die UV-Strahlung tatsächlich die not-wendige Energiequelle für die Bildung von CH3+ liefern könnte. Einmal gebildet, fördert es dann weitere chemische Reaktionen zum Aufbau komplexerer Kohlenstoffmoleküle.
Allgemein stellt das Team fest, daß die Moleküle, die sie in d203-506 sehen, sich deutlich von denen in typischen proto-planetaren Scheiben unterscheiden. Insbesondere konnten sie keine Anzeichen von Wasser nachweisen.
“Dies zeigt deutlich, daß ultraviolette Strahlung die Chemie einer protoplanetaren Scheibe völlig verändern kann. Sie könnte tatsächlich eine entscheidende Rolle in den frühen chemischen Stadien der Entstehung des Lebens spielen”, erklärte Olivier Berné vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Toulouse, Hauptautor der Studie.
Diese Ergebnisse, die aus dem PDRs4ALL Early Release Science-Program stammen, wurden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisa-tion).
Orion Bar Collage (NIRCam and MIRI Ansichten)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Orion Bar
- Sternbild: Orion
- Entfernung: 1.350 Lichtjahre
Über das Bild: Diese Webb-Bilder zeigen einen Teil des Orionnebels, der als Orion Bar bekannt ist. Es handelt sich um eine Region, in der energiereiches ultraviolettes Licht aus dem Trapezium-Haufen – der sich in der oberen linken Ecke befindet – auf die dichten Molekülwolken einwirkt. Die Energie der stellaren Strahlung erodiert langsam den Orion Bar, und dies hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Moleküle und die Chemie in den protoplanetaren Scheiben, die sich hier um neugeborene Sterne gebildet haben.
Das größte Bild links stammt von Webb’s NIRCam-Instrument (Nahinfrarotkamera). Rechts oben ist das Teleskop mit MIRI (Mid-Infrared Instrument) von Webb auf einen kleineren Bereich fokussiert. Für diese Bilder wurden insgesamt achtzehn Filter sowohl vom MIRI- als auch vom NIRCam-Instrument verwendet, die einen Wellenlängenbereich von 1,4 Mikrometern im nahen Infrarot bis 25,5 Mikrometern im mittleren Infrarot abdecken.
In der Mitte des MIRI-Bereichs befindet sich ein junges Sternsystem mit einer planetenbildenden Scheibe namens d203-506. Der Auszug unten rechts zeigt ein kombiniertes NIRCam- und MIRI-Bild dieses jungen Systems. Seine ausgedehnte Form ist auf den Druck der harten ultravioletten Strahlung zurückzuführen, die auf das System trifft. Ein internationales Team von Astronomen entdeckte in d203-506 erstmals ein neues Kohlenstoffmolekül, bekannt als Methylkation.
Orion Bar (NIRCam Ansicht)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Orion Bar
- Rektaszension: 05 35 22.27
- Deklination: 05° 24′ 29.63″
- Sternbild: Orion
- Entfernung: 1.350 Lichtjahre
- Abmessung: 2,08 x 2,31 Bogenminuten
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam/MIRI aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um einen breiten Wellen-längenbereich zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem mono-chromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
- Lila: 1,4 und 1,62 Mikrometer; Blau: 1,64 und 1,82 Mikrometer; Cyan: 1,87 und 2,1 Mikrometer; Grün: 2,12 und 2,77 Mikrometer; Gelb: 3,0 Mikrometer; Orange: 3,23 und 3,35 Mikrometer; Rot: 4,7 und 4,8 Mikrometer
Über das Bild: Dieses von Webb’s NIRCam (Nahinfrarotkamera) aufgenommene Bild zeigt einen Teil des Orionnebels, der als Orion Bar bekannt ist. Es handelt sich um eine Region, in der energiereiches ultraviolettes Licht aus dem Trapezium-Haufen – der sich in der oberen linken Ecke befindet – mit dichten Molekülwolken interagiert. Die Energie der stellaren Strahlung erodiert langsam den Orion Bar, und dies hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Moleküle und die Chemie in den protoplanetaren Scheiben, die sich hier um neugeborene Sterne gebildet haben.
In diesem Bild ist ein junges Sternsystem mit der Bezeichnung d203-506 zu sehen, das eine protoplanetare Scheibe be-sitzt. Die Astronomen haben mit Webb zum ersten Mal ein Kohlenstoffmolekül, das so genannte Methylkation, in dieser Scheibe nachgewiesen. Dieses Molekül ist wichtig, weil es die Bildung komplexerer Moleküle auf Kohlenstoffbasis unterstützt.
Orion Bar (MIRI Ansicht)
- Fast Facts
- Objekt
- Objektname(n): Orion Bar
- Rektaszension: 05 35 22.27
- Deklination: 05° 24′ 29.63″
- Sternbild: Orion
- Entfernung: 1.350 Lichtjahre
- Abmessung: 0,65 x 0,64 Bogenminuten
- Bild
- Farbinformation: Diese Bilder sind ein Komposit aus Einzelbelichtungen, die vom James-Webb-Weltraumteleskop mit dem Instrument NIRCam/MIRI aufgenommen wurden. Es wurden mehrere Filter verwendet, um einen breiten Wellen-längenbereich zu erfassen. Die Farbe ergibt sich aus der Zuordnung verschiedener Farbtöne (Farben) zu jedem mono-chromatischen (Graustufen-)Bild, das einem einzelnen Filter zugeordnet ist. In diesem Fall sind die zugewiesenen Farben:
- Blau: 7,7 Mikrometer; Cyan: 11 Mikrometer; Orange: 15 Mikrometer; Rot: 25 Mikrometer
Über das Bild: Dieses Bild von Webb’s MIRI (Mid-Infrared Instrument) zeigt eine kleine Region des Orionnebels. Im Zentrum dieser Ansicht befindet sich ein junges Sternsystem mit einer protoplanetaren Scheibe namens d203-506. Ein internationales Team von Astronomen hat in d203-506 zum ersten Mal ein neues Kohlenstoffmolekül, das so genannte Methylkation, nachgewiesen.
