Wissenschaftler haben mit dem James Webb-Weltraumteleskop erstmals eine neue Kohlenstoffverbindung im Weltraum nachgewiesen.
Die Kohlenstoffverbindung ist als Methylkation oder CH3+ bekannt.
Es ist wichtig, weil es die Bildung komplexerer kohlenstoffbasierter Moleküle unterstützt.
Kohlenstoffverbindungen bilden die Grundlage allen bekannten Lebens.
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Diese Webb-Bilder zeigen einen Teil des Orionnebels, der als Orionbar bekannt ist. Das größte Bild links stammt von Webbs Near-Infrared Camera (NIRCam)-Instrument. Oben rechts ist das Teleskop mit Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI) auf einen kleineren Bereich fokussiert. Im Zentrum des MIRI-Gebiets befindet sich ein junges Sternensystem mit einer protoplanetaren Scheibe namens d203-506. Das Pullout unten rechts zeigt ein kombiniertes NIRCam- und MIRI-Bild dieses jungen Systems. (Quelle: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) und das PDRs4All ERS-Team)
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Das Methylkation wurde in einem jungen Sternensystem namens d203-506 entdeckt, das sich etwa 1.350 Lichtjahre entfernt im Orionnebel befindet.
Die Entdeckung wichtiger Emissionslinien der Kohlenstoffverbindung durch das Teleskop war ausschlaggebend für die Entdeckung.
„Diese Entdeckung bestätigt nicht nur die unglaubliche Empfindlichkeit von Webb, sondern bestätigt auch die postulierte zentrale Bedeutung von CH3+ in der interstellaren Chemie“, sagte Marie-Aline Martin-Drumel von der Universität Paris-Saclay in Frankreich, ein Mitglied des Wissenschaftsteams ein Statement.
Dieses von Webbs Nahinfrarotkamera aufgenommene Bild zeigt einen Teil des Orionnebels, der als Orionbar bekannt ist. Es ist eine Region, in der energiereiches ultraviolettes Licht vom Trapezium-Cluster – der sich in der oberen linken Ecke befindet – mit dichten Molekülwolken interagiert. Die Energie der Sternstrahlung erodiert langsam den Orionbarren, und dies hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Moleküle und die Chemie in den protoplanetaren Scheiben, die sich hier um neugeborene Sterne gebildet haben. (Quelle: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) und das PDRs4All ERS-Team)
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Die NASA sagt, dass der Stern in d203-506 zwar ein kleiner Roter Zwerg ist, das System jedoch durch starkes ultraviolettes Licht von nahegelegenen Sternen beeinflusst wird.
Während man normalerweise erwartet, dass UV-Strahlung komplexe organische Moleküle zerstört, prognostizierte das Team, dass Strahlung von ultraviolettem Licht die notwendige Energiequelle für die Bildung der Kohlenstoffverbindung liefern könnte.
Dieses Bild von Webbs Mittelinfrarot-Instrument zeigt einen kleinen Bereich des Orionnebels. Im Zentrum dieser Ansicht steht ein junges Sternensystem mit einer protoplanetaren Scheibe namens d203-506. Ein internationales Astronomenteam entdeckte zwischen 203 und 2050 zum ersten Mal ein neues Kohlenstoffmolekül namens Methylkation. (Quelle: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb) und das PDRs4All ERS-Team)
Sobald es gebildet ist, fördert es zusätzliche chemische Reaktionen, um komplexere Kohlenstoffmoleküle aufzubauen.
Wissenschaftler gehen davon aus, dass die meisten Scheiben, die Planeten bilden, eine Periode intensiver UV-Strahlung durchlaufen, da Sterne dazu neigen, sich in Gruppen zu bilden, zu denen häufig UV-produzierende Sterne gehören.
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Die im Sternensystem beobachteten Moleküle unterscheiden sich von typischen protoplanetaren Scheiben – es gibt auch keine Anzeichen von Wasser.
„Dies zeigt deutlich, dass ultraviolette Strahlung die Chemie einer protoplanetaren Scheibe vollständig verändern kann. Sie könnte tatsächlich eine entscheidende Rolle in den frühen chemischen Stadien der Entstehung des Lebens spielen“, sagte Olivier Berné vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Toulouse Autor der Studie, sagte.
