Skąd węgiel wziął się w Układzie Słonecznym? Nowe odkrycie może to wyjaśnić
Odkrycie dokonane przez zespół badaczy z MIT rzuca nowe światło na obecność w kosmosie związków węgla, które mogły mieć fundamentalne znaczenie dla formowania się Układu Słonecznego. Okazuje się, że w odległym obłoku międzygwiezdnym naukowcy odkryli pyren, związek, który może odpowiadać za sporą część ziemskiego węgla. Dlaczego jest to tak ważne?
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAH), do których należy pyren, to związki, które przez dekady badano w przestrzeni kosmicznej. Już w latach 80. pojawiła się hipoteza, że PAH mogą zawierać od 10 do nawet 25 proc. całego węgla obecnego w kosmosie. Ich ówczesne obserwacje opierały się jednak na technikach, które nie dawały jednoznacznych dowodów na obecność konkretnych związków.
Dopiero w ostatnich latach, z wykorzystaniem bardziej zaawansowanych metod, naukowcy uzyskali zdolność zbadania tych cząstek, choć w dość nieoczywisty sposób.
Zespół badaczy kierowany przez Bretta McGuire’a z MIT zastosował zaawansowaną technikę radioteleskopową, która pozwoliła im wykryć specyficzne formy PAH w obłoku molekularnym TMC-1.
Z uwagi na swoją budowę standardowy pyren jest niewidoczny dla radioteleskopów, które użytkowane są do detekcji około 95 proc. cząstek w przestrzeni kosmicznej. Naukowcom udało się jednak zidentyfikować cyjanopyren, czyli jego izomer powstały przez reakcję z cyjankiem.
Wyniki badań MIT wzmocniły przypuszczenia, że PAH mogły być źródłem węgla w Układzie Słonecznym. W 2023 roku zespół badaczy z Japonii odkrył pyren na asteroidzie Ryugu. Obecność tej samej molekuły w próbce z asteroidy oraz w odległym obłoku molekularnym TMC-1 sugeruje, że pyren mógł przetrwać podróż przez przestrzeń kosmiczną, a następnie wpłynąć na procesy, które doprowadziły do powstania planet i innych obiektów Układu Słonecznego.
Technika wykrywania cyjanopyrenu umożliwia naukowcom dokładniejsze badanie rozmieszczenia PAH w kosmosie. Choć cyjanopyren stanowi zaledwie 0,1 proc. całego węgla w TMC-1, to jest to ilość znacząca, biorąc pod uwagę tysiące innych związków zawierających węgiel obecnych w przestrzeni kosmicznej.
"To, że węgiel jest obecny w postaci cyjanopyrenu w tak dużej ilości, stanowi potwierdzenie, że pyren jest stabilnym źródłem węgla w przestrzeni międzygwiezdnej" - mówi McGuire.
Naukowcy planują teraz poszukiwać jeszcze większych molekuł PAH w obłoku TMC-1. Chcą również zbadać, czy pyren, który odkryli, powstał bezpośrednio w chmurze złożonej z gazu i pyłu, czy też mógł dotrzeć do niej z innych miejsc w kosmosie, na przykład z obszarów otaczających umierające gwiazdy.
