날아 다니는 SOFIA 망원경은 생명의 기본 구성 요소 중 일부에서 유래 한 곳을 밝힙니다. 최근에 발표 된 연구 천체 물리 저널 : 편지 캘리포니아 대학 데이비스, 존스-홉킨스 대학교, 노스 캐롤라이나 자연 과학 박물관, 애팔 래 치아 주립대 학교 및 여러 국제 파트너 (NASA의 자금 포함)의 공동 연구자를 포함하여 하와이 대학의 천문학 자들이 이끄는 연구 행성 형성의 미스터리 : 원소 황의 화학적 경로, 그리고 행성과 생명의 형성에 미치는 영향과 역할.
주기율표에서 16 번, 황은 우주에서 10 번째로 가장 흔한 원소입니다. 유황은 행성으로 이어지는 어린 별 주변의 먼지 알갱이 형성과 관련된 추적 요소 일뿐만 아니라 생명을위한 필수 구성 요소 인 것으로 의심됩니다. 우주에서 유황의 분포를 살펴보면 지구에서 어떻게 원시 생활이 시작되었는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
연구를 위해 연구자들은 젊은 항성 물체 (YSO)라고 알려진 것을 조사했습니다. 이들은 수소 융합을 시작하기 전 단계의 어린 별이며 먼지와 가스가 풍부한 분자 구름에 묻혀 있습니다. 이 연구에서 목표로 삼은 구체적인 대상은 Monoceros R2의 별 형성 영역에서 무너지는 프로토스 타인 MonR2 IRS3이었다. Monce2 IRS3는 Uniceros the Unicorn의 별자리에 있으며, 때로는 Narwhal이라고도합니다. MonR2 IRS3 은이 지역의 많은 YSO 중 하나입니다.
YSO 단계 후, 가스는 별, 행성계의 일부가되거나 날아갔습니다. 그런 다음 별은 수소를 헬륨으로 융합하기 시작하고 더 큰 별에서 볼 수있는 더 무거운 원소를 만듭니다. MonR2 IRS3와 같은 젊은 항성 물체는 생명체에 필요한 행성과 분자의 형성과 관련된 신비한 화학을 연구하기위한 완벽한 실험실입니다.
이 연구를 위해이 팀은 NASA의 적외선 천문학 성층권 천문대 인 SOFIA를 사용했는데, 슬라이딩 도어 뒤에 2.5 미터 적외선 망원경이 장착 된 항공기 보잉 747SP 항공기로 항공기 축과 수직으로 조준했습니다. 고 비행 SOFIA는 적외선 천문학을 방해하는 지구 대기의 수증기보다 훨씬 높아질 수 있기 때문에 그러한 연구에 이상적입니다.
이 팀은 SOFIA 망원경에 장착 된 고해상도 Echelon-Cross-Echelle 분광기 (“EXES”)를 사용했습니다. Mon2 IRS3는 대형 지상 기반 Keck II 망원경에서 NIRSPEC 기기를 사용하여 일산화탄소 (CO) 연구를 위해 이전에 관찰되었으며, 이러한 관찰은 SOFIA의 이산화황 (SOFIA) 조사에 도움이되었습니다2), 원 자간 시스템에서 황의 저장소로 생각되는 분자. 하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스도 데이터를 보정하는 것으로 관찰되었습니다. EXES 관측은 관측자가 SO의 스펙트럼 선 너비를 측정 할 수 있도록 허용했습니다.2 별 형성 영역에서 처음으로, 황 저장소로서이 분자의 풍부성에 대한 통찰력을 얻습니다. 예를 들어 따뜻한 SO의 좁은 선2 가스는 성형 코어로부터의 열을 통한 얼음의 승화를 제안하는 반면, 넓은 선은 작은 곡물에서 황을 스퍼터링하는 충격을 나타냅니다. 이 연구는 SO에 대한 하한을 찾았습니다2 풍부하고 MonR2 IRS3 핫 코어에서 승화 된 얼음이 SO의 원천이 될 수 있다고 판단2 가스.
유황에 따라
YSO에서 황 공정의 관찰은 흥미 롭습니다. 처음으로, 팀은 SO의 형성을 관찰2 (이산화황)은 핫 코어에서 발생하는데, 이는이 형성 모드가 적어도 충격에서와 같이 효율적임을 보여줍니다. 또한,이 프로세스는 질량이 낮은 (즉, 460 억 년 전 ~ 44 억 5 천년 전에 태양계와 유사) YSO를 형성하는 데 중요 할 수 있으며, 이는 향후 관측이 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.
향후 연구는 또한 다른 원시 황 저장소의 상대적 중요성을 확립하는 데 도움이 될 수 있습니다. 원시 태양계의 주요 황 기여자 인 것으로 생각되는 YSO의 황화수소를 살펴보면 이전에 스퍼터링, 강한 충격에서 생각한 것처럼 단순한 복사열과 가벼운 충격이 황의 형성과 분포에서 적어도 효율적임을 보여줍니다. . 이것은 또한 2014 년부터 2016 년까지 유럽 우주국의 로제타 (Rosetta) 임무에 의해 탐구 된 Comet 67 / P Churyumov-Gerasimenko의 자체 태양계에서 볼 수있는 유황 저수지 사이의 강력한 연관성을 보여줍니다.
“SOFIA 망원경으로 찍은 이러한 관측은 원형 행성 저수지의 비밀을 여는 열쇠입니다.”라고 North Carolina Natural Sciences / Appalachian State University의 Rachel Smith 박사는 말했습니다. 우주 잡지. "단일 객체에 대한 서로 다른 데이터 세트 간의 이러한 연결을 통해 우리는 행성의 진화와 생명에 필요한 분자에 대한 포괄적 인 그림을 구축 할 수 있습니다."
새로운 관찰의 다음 단계는 무엇입니까? SO에 대한 가설 확인을 돕기 위해2 저수지, 유황 함유 얼음에 대한 후속 관찰은 2021 년 제임스 웹 우주 망원경 (James Webb Space Telescope)과 같은 다가오는 미션에서 필요하며 아마도 다시 켜고 다시 사용하는 것입니다. NASA FY 2020 예산 제안.
새로운 망원경의 출시와 기존 망원경의 개선으로, 우리는 다가오는 10 년 동안 '적외선 천문학의 황금 시대'에 진입하여 천문학 자들이 원초 투석으로 요소를 추적 할 수있게되었습니다.
