James Webb späht in eine Eiswolke, um mehr über die Entstehung von Exoplaneten zu erfahren
So baut man einen Exoplaneten : Man beginnt mit einem Stern, der von einer Scheibe aus Staub und Gas umgeben ist. Während der Stern brennt und Sternwindböen aussendet, beginnt der Staub in der Scheibe zu interagieren und sich zu Klumpen zu bilden. Diese Klumpen ziehen mehr Staub an und verwandeln sich in Kiesel und dann in Felsen, und das Gas hilft diesen Felsen, zusammenzuhalten. Sie wachsen, nehmen immer mehr Material auf und machen ihre Umlaufbahn um den Stern frei. Dies sind die ersten Stufen der planetaren Entwicklung, die Planetesimale genannt werden.
Es gibt jedoch noch eine weitere wichtige Zutat für das Wachstum eines Planeten: Eis. In den kalten Staub- und Gaswolken bildet sich Eis als eine Art Reif auf Staubkörnern . Diese eisigen Körner enthalten einige der wichtigsten Zutaten für einen potenziell bewohnbaren Planeten, wie Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Hier auf der Erde wird angenommen, dass einige dieser Zutaten von eisigen Kometen auf unseren Planeten gebracht worden sein könnten, aber in anderen Systemen könnte dieses Eis vorhanden gewesen sein, als sich die Exoplaneten gebildet haben.
Jetzt haben Forscher mit dem James-Webb-Weltraumteleskop in die kalten, dunklen Tiefen einer Molekülwolke gespäht, um nach diesen Eissorten zu suchen, die die Grundlage für zukünftige Exoplaneten bilden könnten. Anhand einer Staub- und Gaswolke namens Chameleon I konnten sie Eis aus Wasser sowie andere Moleküle wie Ammoniak und Methan identifizieren.
„Unsere Ergebnisse geben Einblicke in das anfängliche, dunkle chemische Stadium der Eisbildung auf den interstellaren Staubkörnern, die zu den zentimetergroßen Kieselsteinen wachsen, aus denen sich Planeten in Scheiben bilden“, sagte die leitende Forscherin Melissa McClure vom Leiden Observatory in einer Erklärung . „Diese Beobachtungen öffnen ein neues Fenster zu den Bildungswegen für die einfachen und komplexen Moleküle, die für die Herstellung der Bausteine des Lebens benötigt werden.“
Eine wichtige Erkenntnis war die Identifizierung eines komplexen organischen Moleküls, Methanol. Organische Moleküle, die als Bausteine des Lebens bekannt sind, sind der Schlüssel zum Verständnis, wie sich Leben in Umgebungen außerhalb der Erde entwickeln kann.
„Unsere Identifizierung komplexer organischer Moleküle wie Methanol und möglicherweise Ethanol legt auch nahe, dass die vielen Stern- und Planetensysteme, die sich in dieser speziellen Wolke entwickeln, Moleküle in einem ziemlich fortgeschrittenen chemischen Zustand erben werden“, sagte ein weiterer Forscher, Will Rocha vom Leiden Observatory . „Dies könnte bedeuten, dass das Vorhandensein präbiotischer Moleküle in Planetensystemen eher ein häufiges Ergebnis der Sternentstehung als ein einzigartiges Merkmal unseres eigenen Sonnensystems ist.“
Die Forscher nutzten die hohe Empfindlichkeit von Webb, um spektroskopische Daten aus der Molekülwolke zu erhalten, die sich 631 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Sie haben weitere Forschungen geplant, um mehr über die Rolle von Eis bei der Entstehung von Planeten und ihre Beziehung zur Bewohnbarkeit zu erfahren.
„Dies ist nur der erste einer Reihe von spektralen Schnappschüssen, die wir erhalten werden, um zu sehen, wie sich das Eis von seiner anfänglichen Synthese bis zu den kometenbildenden Regionen protoplanetarer Scheiben entwickelt“, sagte McClure. „Dies wird uns sagen, welche Eismischung – und damit welche Elemente – schließlich auf die Oberflächen terrestrischer Exoplaneten geliefert oder in die Atmosphären von riesigen Gas- oder Eisplaneten aufgenommen werden können.“