5 Minute
Moartea stelară ca fereastră către formarea planetelor
Haosul impresionant din centrul Nebuloasei Fluture (NGC 6302) oferă astronomilor o privire directă asupra modului în care pot apărea materialele solide de bază ale planetelor. Aflat la aproximativ 3.400 de ani-lumină în constelația sudică Scorpius, NGC 6302 este o nebuloasă planetară — învelişul în expansiune de gaz şi praf ejectat de o stea aflată în faza finală a vieţii. În centrul său se găseşte un pitic alb fierbinte, înconjurat de un tor uscat şi dens şi de ieşiri bipolare care îi conferă aspectul caracteristic de fluture.
Folosind sensibilitatea în infraroşu a Telescopului Spaţial James Webb (JWST) împreună cu măsurători radio realizate de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), cercetătorii au reuşit să investigheze chimia prafului şi condiţiile fizice din interiorul nebuloasei. Lumina infraroşie de lungime de undă mare străbate praful în moduri pe care spectrele optice opace nu le pot, permiţând identificarea spectroscopică a compoziţiei şi structurii granulelor — informaţii esenţiale pentru înţelegerea mineralogiei care stă la baza materialelor solide planetare.
Observaţii, metode şi descoperiri cheie
Analiză combinată JWST şi ALMA
Echipa a combinat spectrele şi imaginile în infraroşu ale JWST cu hărţile radio ale ALMA pentru a construi o imagine multi‑lungime de undă a regiunilor centrale ale nebuloasei. JWST a evidenţiat semnături spectrale în infraroşu care diferenţiază granulele amorfe, asemănătoare funinginii, de silicaţii cristalini ordonaţi. ALMA a trasat distribuţia gazului molecular şi geometria torului prăfos.
Mineralogie şi creşterea granulelor
Spectroscopia indică prezenţa mineralelor de silicat cristalin — în special forsterit, enstatit şi cuarţ — precum şi o populaţie de granule de praf mai mari decât este obişnuit, de ordinul micrometrilor. Structurile cristaline sugerează că o parte din praf s‑a condensat şi apoi s‑a reorganizat în reţele ordonate pe măsură ce gazul se răcea, în timp ce granulele mai haotice, amorfe, s‑au format în regiuni rapide şi turbulente. Coexistenţa ambelor tipuri de granule în aceeaşi nebuloasă arată că pot funcţiona simultan medii de formare diferite în jurul stelelor aflate în finalul vieţii.
Implicaţii pentru formarea planetelor şi chimia prebiotică
Observaţiile dezvăluie un gradient de ionizare de-a lungul torului: ionii de mare energie se concentrează aproape de piticul alb central, în timp ce ionii cu energie mai scăzută apar mai departe. Datele JWST identifică, de asemenea, jeturi rapide orientate în direcţii opuse, îmbogăţite în fier şi nichel, precum şi o concentraţie substanţială de hidrocarburi aromatice policiclice (PAH) — molecule de carbon înlănţuite, adesea descrise ca hidrocarburi asemănătoare funinginii.
PAH-urile sunt importante deoarece sunt abundente în mediul interstelar şi sunt considerate participanţi ai chimiei care conduce la molecule organice mai complexe. Detectarea PAH‑urilor într‑o nebuloasă bogată în oxigen precum NGC 6302 sugerează că interacţiunile de tip şoc — vânturi stelare puternice care lovesc materialul înconjurător — pot produce compuşi carbonacei chiar şi în medii dominate de chimia oxigenului. Acest lucru oferă indicii practice despre modul în care ingredientele moleculare pentru viaţa bazată pe carbon pot fi sintetizate şi distribuite în regiunile care vor forma viitoare stele şi discuri protoplanetare.
Aceste rezultate întăresc viziunea conform căreia ejectele stelare furnizează atât granule minerale, cât şi precursori organici către norii interstelari care ulterior se prăbuşesc în noi sisteme planetare. Nu putem derula înapoi istoricul Sistemului Solar, dar observaţii ca acestea permit oamenilor de ştiinţă să reconstruiască paşii fizici şi chimici care transformă gazul stellar în material solid pentru construirea planetelor.
Expert Insight
Dr. Elena Ruiz, savant în ştiinţa planetară (ficţional), comentează: "Găsirea silicaţilor cristalini de dimensiune micrometrică lângă funinginea amorfă în aceeaşi nebuloasă reprezintă o dovadă esenţială. Arată că procesarea granulelor — recoacerea (annealing), creşterea şi chimia indusă de şocuri — poate avea loc în zone localizate. Acea eterogenitate probable însămânţează discurile protoplanetare cu un amestec de solizi care mai târziu pun bazele formării planetelor stâncoase şi a chimiei organice."
Concluzie
Observaţiile JWST şi ALMA ale Nebuloasei Fluture (NGC 6302) relevă o populaţie complexă şi multicomponentă de praf: silicaţi cristalini bine ordonaţi, granule mari care au avut timp să crească, particule amorfe asemănătoare funinginii, jeturi bogate în metale şi PAH-uri abundente. Împreună, aceste descoperiri clarifică modul în care stelele aflate în ultimele faze ale vieţii fabrică şi dispersează blocurile minerale şi organice care contribuie la formarea planetelor viitoare — şi, în ultimă instanţă, la materialele care au făcut posibilă apariţia Terrei.
Sursa: sciencealert
Comentarii