Ein Sternenkokon mit organischen Molekülen, der am äußersten Rand unserer Galaxie entdeckt wurde

Künstlerisches Konzeptbild eines Protosterns, der in der äußersten Galaxie entdeckt wurde. Bildnachweis: Universität Niigata

Zum ersten Mal haben Astronomen am Rand unserer Galaxie, der sogenannten äußersten Galaxie, einen neugeborenen Stern und seinen umgebenden Kokon aus komplexen organischen Molekülen entdeckt. Die Entdeckung, die die verborgene chemische Komplexität unseres Universums enthüllte, erscheint in einer Forschungsarbeit in Astrophysikalisches Journal.

Wissenschaftler der Niigata University (Japan), des Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (Taiwan) und des National Astronomical Observatory of Japan verwendeten das Atakama Large Millimeter/Sub Array (Alma) in Chile, um einen neugeborenen Stern (einen Protostern) in der Region WB89-789 in der äußersten Galaxie zu beobachten. Es wurden eine Vielzahl von Kohlenstoff-, Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und Siliziummolekülen entdeckt, einschließlich komplexer organischer Moleküle mit bis zu neun Atomen. Ein solcher Protostern sowie der begleitende Kokon aus chemisch reichem molekularem Gas wurden erstmals am Rande unserer Galaxie entdeckt.

ALMA-Beobachtungen zeigen, dass verschiedene Arten komplexer organischer Moleküle wie Methanol (CH₃OH) und Ethanol (C₂h₅OH), Methylformiat (HCOOCH₃), Dimethylether (CH₃Und₃), Formamid (NH₂CHO), Propanentril (C₂h₅CN) usw., sogar in der ursprünglichen Umgebung der extremen äußeren Galaxie. Diese komplexen organischen Moleküle dienen wahrscheinlich als Ausgangsstoffe für die größeren präbiotischen Moleküle.

Oben: Mit ALMA entdecktes Radiospektrum eines Protosterns in der äußersten Galaxie. Unten: Verteilungen der Funkemissionen des Protosterns. Emissionen aus Staub, Formaldehyd (H2CO), Ethinylradikal (CCH), Kohlenmonsulfid (CS), Schwefelmonoxid (SO), Siliziummonoxid (SiO), Acetonitril (CH3CN), Formamid (NH2CHO), Propannitril (C2H5CN) , Methylformiat (HCOOCH3), Ethanol (C2H5OH), Acetaldehyd (CH3CHO), entionisiertes Wasser (HDO) und Methanol (CH3OH) werden als Beispiele gezeigt. Im unteren rechten Feld wird ein zweifarbiges Infrarot-Kompositbild der Umgebung angezeigt (Rot: 2,16 µm und Blau: 1,25 µm, basierend auf 2MASS-Daten). Bildnachweis: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Shimonishi (Universität Nigata)

Interessanterweise ist die relative Häufigkeit komplexer organischer Moleküle in diesem neu entdeckten Objekt bemerkenswert ähnlich zu der in ähnlichen Objekten in der inneren Galaxie. Beobachtungen deuten darauf hin, dass sich komplexe organische Moleküle mit ähnlicher Effizienz sogar am Rand unserer Galaxie bilden, wo sich die Umgebung stark von der solaren Nachbarschaft unterscheidet.

Es wird angenommen, dass der äußere Teil unserer Galaxie immer noch eine primitive Umgebung beherbergt, die in der frühen Ära der Galaxienentstehung existierte. Die Umwelteigenschaften der äußersten Galaxie, zum Beispiel geringe Häufigkeit schwerer Elemente, geringe oder keine Störung der Spiralarme der Galaxie, unterscheiden sich stark von denen, die wir in der gegenwärtigen Sonnenumgebung sehen. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften ist die Extreme Outer Galaxy ein ausgezeichnetes Labor für die Untersuchung der Sternentstehung und des interstellaren Mediums in der vergangenen galaktischen Umgebung.

„Mit ALMA konnten wir einen sich entwickelnden Stern und seinen umgebenden molekularen Kokon am Rande unserer Galaxie sehen“, sagt Takashi Shimonishi, Astronom an der Niigata University, Japan, und Hauptautor der Forschungsarbeit. „Zu unserer Überraschung gibt es eine Vielzahl komplexer organischer Moleküle in der ursprünglichen Umgebung der äußersten äußeren Galaxie. Interstellare Bedingungen für die Bildung chemischer Komplexe haben möglicherweise seit der frühen Geschichte des Universums bestanden“, fügt Shimonishi hinzu.

„Diese Beobachtungen haben gezeigt, dass sich komplexe organische Moleküle selbst in niedrigmetallischen Umgebungen wie den äußeren Regionen unserer Galaxie effizient bilden können. Diese Entdeckung ist ein wichtiger Teil des Puzzles, um zu verstehen, wie sich komplexe organische Moleküle im Universum bilden“, sagt Kenji Fruya , Astronom am Astronomical Observatory National in Japan und Co-Autor des Artikels.

Es ist jedoch noch nicht klar, ob diese chemische Komplexität im äußeren Teil der Galaxie verbreitet ist. Komplexe organische Moleküle sind von besonderem Interesse, da einige von ihnen an die im Weltraum gebildeten präbiotischen Moleküle gebunden sind. Das Team plant, in Zukunft eine größere Zahl von Sternentstehungsregionen zu beobachten, und hofft, zu klären, ob chemisch reiche Systeme, wie sie in unserem Sonnensystem zu sehen sind, in der Geschichte des Universums allgegenwärtig sind.

Referenz: „Hot Molecular Core Discovery in the Extreme Outer Galaxy“ Von Takashi Shimonishi, Natsuko Izumi, Kenji Furuya und Chikako Yasui, 1. Dezember 2021 Hier erhältlich Astrophysikalisches Journal.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac289b

Diese Arbeit wird durch einen Zuschuss der Japan Society for the Promotion of Science (19H05067, 21H00037, 21H01145) unterstützt.