Visoko leteći teleskop SOFIA propušta svjetlo odakle potječu neki od osnovnih građevnih blokova za život. Nedavna studija objavljena na The Astrophysical Journal: Letters predvođeni astronomima sa Sveučilišta na Havajima, uključujući suradnike sa kalifornijskog sveučilišta Davis, sveučilišta Johns-Hopkins, muzeja prirodnih znanosti Sjeverne Karoline, državnog sveučilišta Appalachian i nekoliko međunarodnih partnera (uključujući financiranje od NASA-e), pogledali su dugotrajnost misterija u formiranju planeta: kemijski put elementa sumpora, njegove posljedice i uloga u stvaranju planeta i života.
Broj 16 na periodičnoj tablici, sumpor je deseti najčešći element u Svemiru. Ne samo da je sumpor element praćenja koji sudjeluje u oblikovanju zrna prašine oko mladih zvijezda koje vode ka planetama, već se sumnja da je to neophodan građevni blok za život. Promatranje distribucije sumpora u Svemiru također bi nam moglo dati uvid u priču o tome kako je započeo primitivni život ovdje na Zemlji.
Za istraživanje su istraživači promatrali ono što je poznato kao mladi zvjezdani objekti (YSOs). To su mlade zvijezde u fazi prije nego što počnu spajati vodik i ugrađene su u molekularni oblak bogat prašinom i plinom. Specifični cilj koji je ciljao u studiji bio je MonR2 IRS3, propadajući protostar u regiji zvijezda Monoceros R2. Smješten u zviježđu Monoceros Jednorog, (ponekad poznat i kao Narwhal), MonR2 IRS3 jedno je od mnogih YSO-ova u regiji, skladište protoplanetarne prašine i plina koji okružuju urušavajući se jezgrom.
Nakon stupnja YSO, plin je ili postao dio zvijezde, njegov planetarni sustav, ili je ispuhan. Zvijezda tada počinje topiti vodik u helij, kao i teži elementi koji se vide u masivnijim zvijezdama. Mladi zvjezdani objekti poput MonR2 IRS3 savršeni su laboratoriji za istraživanje misteriozne kemije koja sudjeluje u stvaranju planeta i molekula potrebnih za život.
Za potrebe studije, tim je koristio SOFIA - NASA-in Stratosferski opservatorij za infracrvenu astronomiju - pretvoreni zrakoplov Boeing 747SP s 2,5-metarskim infracrvenim teleskopom postavljenim iza kliznih vrata i usmjeren okomito nasuprot osi zrakoplova. SOFIJA visokog leta idealna je za takvo istraživanje jer može doći daleko iznad većine Zemljine atmosferske vodene pare, koja koči infracrvenu astronomiju.
Tim je upotrijebio spektrograf Echelon-Cross-Echelle visoke rezolucije ("EXES") montiran na teleskopu SOFIA. Mon2 IRS3 ranije je primijećen za ispitivanje ugljičnog monoksida (CO) pomoću instrumenta NIRSPEC na velikom, zemaljskom teleskopu Keck II, a ta su zapažanja pomogla informiranju SOFIA istrage sumpornom dioksidu (SO2), molekula za koju se smatra da je skladište sumpora u protoplanetarnim sustavima. Sirius, najsjajnija zvijezda na nebu, također je primijećen za kalibriranje podataka. Promatranja EXES-a omogućila su promatračima da izmjere širinu spektralne linije SO2 u regiji formiranja zvijezda po prvi put, kao i steći uvid u obilje ove molekule kao rezervoara sumpora. Na primjer, uske linije od toplog SO-a2 plin sugerira sublimaciju leda toplinom iz jezgre koja se formira, dok široke linije ukazuju na udarce koji raspršuju sumpor iz sitnih zrnaca. Ova je studija utvrdila donju granicu SO2 obilje i odredili su da bi lekovi sublimirani iz vruće jezgre MonR2 IRS3 mogli biti izvor SO2 plin.
Nakon sumpora
Promatranja procesa sumpora u YSO su intrigantna. Tim je prvi put promatrao formiranje SO2 (sumpor dioksid) u vrućoj jezgri, što pokazuje da je ovaj način stvaranja barem jednako učinkovit kao kod šokova. Nadalje, ovaj proces može biti važan u manjoj masi (tj. Sličnijem našem Sunčevom sustavu kad je nastao prije ~ 4,57 milijardi godina) YSO, što bi buduća zapažanja mogla pomoći potvrditi.
Budući rad također može pomoći uspostaviti relativnu važnost ostalih primitivnih sumpornih rezervoara. Gledajući sumporovodik u YSO-u - za koji se smatra da je glavni faktor sumpora u primitivnom sunčevom sustavu - pokazuje da je jednostavno zračenje grijanjem i blagi udari barem jednako učinkovito u stvaranju i distribuciji sumpora, kao što se prije mislilo od raspršivanja, snažnih udara , To također pokazuje snažnu vezu između rezervoara sumpora uočenih u našem solarnom sustavu u kometu 67 / P Churyumov-Gerasimenko, koji je istraživala misija Europske svemirske agencije Rosetta od 2014. do 2016. godine.
"Ova opažanja snimljena teleskopom SOFIA ključna su za otkrivanje nekih tajni protoplanetarnih molekularnih rezervoara", rekla je dr. Rachel Smith (Muzej prirodnih znanosti Sjeverne Karoline / Državno sveučilište Appalachian) Svemirski magazin. "Kroz takve veze između različitih skupova podataka za jedan objekt možda ćemo s vremenom stvoriti sveobuhvatnu sliku evolucije planeta i molekula potrebnih za život."
Što slijedi za nova promatranja? Da bi se potvrdila hipoteza za SO2 rezervoara, potrebna su naknadna promatranja škriljaca koji sadrže sumpor iz nadolazećih misija, poput lansiranja svemirskog teleskopa James Webb 2021. godine, i možda korištenja ponovno uključene, ponovno WFIRST misije (širokopojasni infracrveni svemirski teleskop) koja je poništena u prijedlogu NASA-inog proračuna za fiskalnu godinu 2020.
Pokretanjem novih teleskopa i poboljšanjima postojećih, u nadolazeću dekadu ući ćemo u „zlatno doba infracrvene astronomije“, omogućujući astronomima da prate elemente do svojih prvobitnih izvora.
