Τα τεράστια και μαζικά αστέρια ως εργοστάσια παραγωγής συστατικών τα οποία είναι απαραίτητα για τη δημιουργία ζωής όπως την ξέρουμε
Ένα τηλεσκόπιο της NASA εγκατεστημένο πάνω σε ένα αεροπλάνο, το οποίο καλείται Στρατοσφαιρικό Παρατηρητήριο για την Υπέρυθρη Αστρονομία (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), παρέχει νέα δεδομένα στη χημεία που υπάρχει στην εσωτερική περιοχή που περιβάλλει τεράστια μαζικά νεαρά αστέρια όπου θα μπορούσαν να αρχίσουν να σχηματίζονται μελλοντικοί πλανήτες. Το τηλεσκόπιο αυτό ανακάλυψε τεράστιες ποσότητες νερού και οργανικών μορίων σε αυτά τα στροβιλιζόμενα νέφη τα οποία συναντώνται σε σχήμα δίσκου, προσφέροντας νέες πληροφορίες για το πώς ορισμένα από τα βασικά συστατικά της ζωής ενσωματώνονται στους πλανήτες κατά τα πρώιμα στάδια του σχηματισμού τους.
Εικόνα ενός "σκονισμένου" δίσκου ο οποίος περιστρέφεται γύρω από ένα τεράστιο νεογέννητο αστέρι το οποίο έχει περίπου 40 φορές το μέγεθος του Ήλιου. Το όργανο SOFIA, το Στρατοσφαιρικό Παρατηρητήριο για την Υπέρυθρης Αστρονομία, ανακάλυψε ότι οι εσωτερικές περιοχές σε δύο από αυτά τα είδη δίσκων είναι γεμάτα με οργανικά μόρια τα οποία είναι σημαντικά για τη ζωή όπως την ξέρουμε. Στις περιοχές αυτές συναντώνται το νερό, η αμμωνία, το μεθάνιο και το ακετυλένιο - το οποίο είναι ένα χημικό δομικό στοιχείο για μεγαλύτερα και πιο περίπλοκα οργανικά μόρια - τα οποία απεικονίζονται στον ένθετο κύκλο. Εικόνα: NASA / Ames Research Center / Daniel Rutter
Μια παρόμοια διαδικασία πιθανότατα συνέβη κατά τον σχηματισμό του Ήλιου και των εσώτερων πλανητών του Ηλιακού μας συστήματος, συμπεριλαμβανομένης και της Γης. Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στον ιστότοπο Astrophysical Journal.
"Βλέπουμε πολύ περισσότερες μοριακές υπογραφές από ό, τι είδαμε ποτέ πριν σε αυτά τα μήκη κύματος", δήλωσε ο Andrew Barr, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και διδακτορικός υποψήφιος στο Πανεπιστήμιο του Leiden στην Ολλανδία. "Αποδεικνύεται ότι αυτά τα αστέρια είναι σαν χημικά εργοστάσια τα οποία παράγουν μόρια σημαντικά για τη ζωή, όπως την ξέρουμε, και απλά χρειαζόμαστε το σωστό είδος παρατηρήσεων για να τα παρατηρήσουμε".
Οι υπέρυθρες παρατηρήσεις του SOFIA προσφέρουν μια ασυναγώνιστη άποψη της χημείας των αστεριών. Όταν το ορατό φως αναλύεται στα συστατικά του χρώματα, εμφανίζεται ένας ιριδισμός, ενα ουράνιο τόξο αν προτιμάτε. Όταν το υπέρυθρο φως διασπάται στα συστατικά του, αποκαλύπτει μια σειρά από φωτεινές γραμμές, οι οποίες ονομάζονται φάσματα. Κάθε στοιχείο δημιουργεί μια μοναδική γραμμή, έτσι οι γραμμές λειτουργούν θα λέγαμε ως χημικά δακτυλικά αποτυπώματα. Οι επιστήμονες τα χρησιμοποιούν για να προσδιορίσουν ποιες ουσίες βρίσκονται μέσα και γύρω από τα αστέρια. Τα όργανα του SOFIA μπορούν να ανιχνεύσουν μικρές λεπτομέρειες στα χημικά αυτά δακτυλικά αποτυπώματα από τους πυρήνες τεράστιων νεαρών αστεριών, παρόμοια με το πώς οι εικόνες υψηλής ανάλυσης αποκαλύπτουν μικροσκοπικά χαρακτηριστικά. Αυτές οι πληροφορίες για τα μαζικά αυτά αστέρια, τα οποία έχουν περισσότερο από 40 φορές τη μάζα του Ήλιου μας, μπορούν να αποτελέσουν αναφορά για το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, το οποίο θα μελετήσει μεταξύ άλλων, τον σχηματισμό αστεριών με μέγεθος σαν τον Ήλιο.
¨Η μελέτη αυτή είναι πολύ συναρπαστική, καθώς καταδεικνύει την δυναμική ικανότητα των υπέρυθρων παρατηρητηρίων να "αισθάνονται" την παρουσία απλών οργανικών ενώσεων οι οποίες ήταν σημαντικές για την προέλευση της ζωής στη Γη, και πιθανώς και σε άλλους πλανήτες", δήλωσε ο Klaus Pontoppidan, επιστήμονας του προγράμματος για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb στο Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου (Space Telescope Science Institute). "Ένας από τους πιο σημαντικούς στόχους τόσο του (τηλεσκοπίου) Webb όσο και του SOFIA είναι να κατανοήσουμε την προέλευση των αστεριών και των πλανητών - και τελικά τον ίδιο μας τον εαυτό".
Τα αστέρια σχηματίζονται όταν καταρρέουν - από την ίδια τους τη βαρύτητα - κοσμικά νέφη (αερίου και σκόνης), τροφοδοτώντας έναν περιστρεφόμενο δίσκο αερίου και σκόνης σε έναν κεντρικό πυρήνα. Το όργανο SOFIA λοιπόν εξέτασε αυτήν τη διαδικασία η οποία λαμβάνει χώρα γύρω από δύο τεράστια αστέρια, το AFGL 2591 και το AFGL 2136, το καθένα περίπου 3.000 έτη φωτός μακριά μας στον αστερισμό του Κύκνου και του νεφελώματος "Ζογκλέρ" (Juggler Nebula) αντίστοιχα. Το παρατηρητήριο διαπίστωσε ότι οι εσωτερικές περιοχές αυτών των δίσκων θερμαίνονται από μέσα προς τα έξω, μετατρέποντας το αέριο που περιβάλλει τον πυρήνα σε μια εντελώς διαφορετική σύνθεση. Στις ίδιες περιοχές του δίσκου όπου σχηματίζονταν πλανήτες υπήρχε μια χημική "σούπα" από οργανικά μόρια, συμπεριλαμβανομένου του νερού, της αμμωνίας, του μεθανίου και του ακετυλενίου - το οποίο είναι ένα χημικό δομικό στοιχείο το οποίο αποτελείται από μεγαλύτερα και πιο περίπλοκα οργανικά μόρια.
Περαιτέρω μελέτες για άλλα τεράστια νεαρά αστέρια από το SOFIA θα εμβαθύνουν την κατανόησή μας για τις διαδικασίες δημιουργίας οργανικών μορίων. Καθώς οι παρατηρήσεις του SOFIA δείχνουν ότι ο μαζικός σχηματισμός αστεριών είναι μια θα λέγαμε μεγεθυμένη έκδοση αυτού που συμβαίνει σε μικρότερα αστέρια με μέγεθος σαν τον Ήλιο μας, οι νέες αυτές μελέτες μπορούν να ωφελήσουν το διαστημικό τηλεσκόπιο JameWebb. Ενώ το εξαιρετικά ευαίσθητο τηλεσκόπιο του Webb θα είναι σε θέση να ανιχνεύσει μερικά από τα πιο αδύναμα σήματα προερχόμενα από μόρια που υπάρχουν γύρω από αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο, το SOFIA μπορεί να αναγνωρίσει αναμφίβολα τις χημικές συνθέσεις των μορίων που λάμπουν έντονα γύρω από πιο ογκώδη αστέρια. Αυτό θα βοηθήσει τους επιστήμονες που χρησιμοποιούν το Webb να ερμηνεύσουν τα ασθενέστερα σήματα.
Το όργανο SOFIA είναι ένα αεροσκάφος Boeing 747SP το οποίο έχει τροποποιηθεί για να φέρει τηλεσκόπιο διαμέτρου 106 ιντσών. Είναι ένα κοινό έργο της NASA και του Γερμανικού Αεροδιαστημικού Κέντρου, DLR (German Aerospace Center). Το Κέντρο Έρευνας Ames της NASA (NASA’s Ames Research Center) στο Silicon Valley της Καλιφόρνιας διαχειρίζεται το πρόγραμμα SOFIA, τις επιστημονικές και τις επιχειρησιακές αποστολές σε συνεργασία με την Πανεπιστημιακή Ένωση Διαστημικών Ερευνών (Universities Space Research Association) με έδρα την Κολούμπια, το Μέριλαντ και το Γερμανικό Ινστιτούτο SOFIA (German SOFIA Institute ή DSI) στο Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης. Το αεροσκάφος συντηρείται και λειτουργεί από το Ερευνητικό Κέντρο Πτήσεων Άρμστρονγκ Hangar 703 (Armstrong Flight Research Center Hangar 703) της NASA στο Πάλμντεϊλ της Καλιφόρνια.
Τα μέλη των ειδησεογραφικών μέσων που ενδιαφέρονται να καλύψουν αυτό το θέμα πρέπει να επικοινωνήσουν με: NASA Ames newsroom.
Felicia Chou
NASA Headquarters, Washington
202-358-0257
felicia.chou@nasa.gov
Alison Hawkes
Ames Research Center, Silicon Valley, Calif.
650-604-4789
alison.hawkes@nasa.gov