韦伯在原恒星周围发现冰冷复杂的有机分子

独孤一山隙

NGC 1333是一个极其活跃的恒星形成区域。这张哈勃图像显示了尘埃是如何遮蔽了大部分恒星的形成。射电望远镜在这个区域的年轻原恒星周围发现了iCOMs，现在JWST发现了更多。鸣谢:美国国家航空航天局/欧空局/STScI

（）据今日宇宙（埃文·高夫）：为了了解生命在银河系中是如何以及在哪里产生的，天文学家们寻找生命的组成部分。复杂有机分子(COMs)就是其中的一些，它们包括甲醛和乙酸等物质。JWST已经在年轻的原恒星周围发现了一些这样的COMs。这告诉了天文学家什么？

虽然问题中的分子是复杂的有机分子，但它们远没有地球上的分子大。出于这个原因，科学家们有时称它们为iCOMs，I代表星际。离子交联聚合物包括简单的醇、酯、腈和醚。一个分子必须至少有六个原子，其中一个必须是碳。

天文学家已经在恒星形成区域内发现了iCOMs，它们聚集在被称为热核或热星云的团块中。这些核心和柯里诺斯分别产生了大质量和小质量的原恒星。随着这些原恒星的形成，它们也形成了原行星盘。因此，如果天文学家可以在这些原恒星中检测到iCOMs，那么他们就可以合理地预计它们会出现在任何可能形成的岩石行星的原行星盘中。这意味着，从原恒星周围的复杂有机分子到岩石行星和生命的可能性，存在一条看似合理的路径。

天文学家在使用像ALMA和VLA这样的射电望远镜来透视周围的尘埃之前，已经发现了一些iCOMS。

在新的研究中，一组天文学家检查了一对年轻的原恒星，并使用JWST搜索COMs。他们的观测是JOYS+(年轻原恒星的JWST观测)观测计划的一部分，该计划检查了30颗年轻恒星。这些观测是用JWST的MIRI和MRS仪器获得的。



这张研究图显示了原恒星IRAS 2A(上图)和IRAS 23385(下图)中不同化学冰的存在。)请注意，y轴上的重复百分比是数据拟合程度的度量。例如，这并不意味着原恒星中存在100%的单个分子。鸣谢:Rocha等人2023

研究人员检查了30颗恒星样本中的一颗大质量原恒星和一颗小质量原恒星。它们分别被称为NGC 1333 IRAS 2A和IRAS 23385+6053。NGC 1333是英仙座分子云中的一个恒星形成区域，距离我们大约960光年。

天文学家以前曾在原恒星周围的气相中探测到COMS，但只是不大于CH3OH(甲醇)的较小气体。)他们预计这些气态COMs来自冰粒上形成的固相COMs，但这些很难检测到。但就像天文学和天体物理学中的许多其他问题一样，JWST让科学家们能够挖掘得更深。它的范围和灵敏度使它能够探测到更多含有氧气的冰粒。氧气在生命化学中的重要性怎么强调都不为过:没有氧气就没有水。

生命的分子成分花了大量的时间作为冰。随着时间的推移，它们通过依赖于其环境的化学过程变得更加复杂。莱顿大学维护着一个冰数据库，包含不同温度和化学环境下大量天体物理冰类似物的红外光谱。它的建造在一定程度上是为了迎接JWST号的发射及其强大的红外能力。JWST的冰河时期早期释放科学项目旨在追踪生命的组成部分，因为它们围绕年轻的恒星和原行星盘形成和演化。

尽管这些发现来自JOYS+项目，但所有这些努力都是相互交织的。通过所有这些努力，科学家们希望有一天对COMs如何形成和进化，以及它们如何融入生命的外观有一个明确的理解。

研究人员在论文中写道:“它们对于理解恒星形成区域中形成的化学复杂性具有本质上的重要性，因为这些材料是未来系外行星系统的原料。”。"一旦在原始行星系统中得到，这种材料可能会促进行星的可居住性."

这项新研究将发表在《天文学和天体物理学》杂志上。论文名为“年轻原恒星(JOYS+)的观测:冰冷复杂有机分子和离子的探测”。I. CH4、SO2、HCOO-、OCN、H2CO、HCOOH、CH3CH2OH、CH3CHO、CH3OCHO、CH3COOH”并张贴在arXiv预印本服务器上。