מדענים חשפו שני עצמים בין-כוכביים מסתוריים המכילים קרח עשיר במים ומולקולות אורגניות, אך מאפייניהם אינם תואמים לשום עצם מוכר. האם מדובר בשרידים קוסמיים או בסביבה חדשה להיווצרות מולקולות חיים?
סבורים שמולקולות אורגניות, אבני הבניין היסודיות של החיים, נוצרות בחלל. אבל היכן מקורם המדויק ואיך הן מגיעות לכוכבי לכת – זאת עדיין שאלה מרכזית באסטרונומיה ובמדעים הפלנטריים. חלק חיוני בפאזל הזה הוא הנוכחות של קרח בחלל הבין-כוכבי. באזורים הקרים, הצפופים והמוגנים של הגלקסיה, אטומים ומולקולות נקשרים לחלקיקי אבק זעירים ויוצרים קרח בין-כוכבי – תהליך הדומה לאופן שבו פתיתי שלג נוצרים בעננים בכדור הארץ.
כדי לחקור זאת, מדענים יפנים השתמשו במערך הטלסקופים ALMA בצ'ילה כדי לצפות בשני עצמים בין-כוכביים מסתוריים. את העצמים אלה זיהה לראשונה ב-2021 לוויין הא"א היפני אקארי וידוע שיש בהם קרח בין-כוכבי עשיר במים ומולקולות אורגניות. שלא כמו רוב הקרח הבין-כוכבי, שנמצא בדרך כלל באזורים צפופים יוצרי כוכבים, שני עצמים אלה קיימים מחוץ לאזורים יוצרי כוכבים ידועים כלשהם, ולכן הם מסקרנים במיוחד.
באמצעות ALMA, צוות המחקר צפה בעצמים באורך גל של 0.9 מ"מ בערך. תצפיות א"א שימושיות כשחוקרים חומרים מוצקים כמו קרח, אבל תצפיות רדיו, כמו של ALMA, נותנות תובנות טובות יותר על התנועה וההרכב של הגזים שמסביב. אם העצמים האלה היו יוצרים כוכבים, הצילום ברזולוציה גבוהה של ALMA היה מגלה פליטות מולקולריות הקשורות ליצירת כוכבים. בדומה, אם ענן מולקולרי שלא היה מוכר קודם היה נוכח ליד העצמים האלה, הוא היה נראה כאזור מורחב של פליטת גזים, במיוחד פחמן חד-חמצני.
אבל התצפיות גילו משהו אחר, שונה משני הדברים הצפויים האלה. במקומות של שני עצמי הקרח, התגלו רק קווי פליטות מולקולריות של פחמן חד-חמצני וסיליקון חד-חמצני, שהראו פיזור מאוד קומפקטי של פחות משניית קשת אחת. באמצעות הנתונים מ-ALMA, הצוות ניתח את המרחק, התנועה, הגודל וההרכב כימי של הגז המולקולרי הקשור לעצמים האלה.
לדוגמה, מניתוח של מהירויות קו הראייה שלהם, עלה ששני העצמים נמצאים בערך 30,000 עד 40,000 שנות אור מהארץ. בנוסף, ההבדל המשמעותי במהירויות שלהם מצביע על כך ששני העצמים בלתי תלויים קינמטית ונמצאים במרחקים שונים, למרות שמפרידות ביניהן רק שלוש דקות קשת בספרת השמיים והם מראים צבעים, בהירות ותכונות קרח בין-כוכבי דומים.
עצמים בין-כוכביים עם קרח בדרך כלל נמצאים בתוך כמויות גדולות של אבק, שגורמות להם לזהור בבהירות בתחום אורכי הגל מהא"א הרחוק עד התת-מילימטרי. אבל התצפיות של ALMA במחקר הזה לא זיהו קרינה תת-מילימטרית משני עצמי הקרח, וחשפו פיזור אנרגיה חריג שלא מתאים למאפיינים של עצמים בין-כוכביים עם קרח מוכרים.
בנוסף, התצפיות של ALMA גילו שהיחס בין הסיליקון החד-חמצני והפחמן החד-חמצני בשני העצמים גבוה משמעותית ממה שנצפה בדרך כלל בעננים מולקולריים רגילים. שפע כזה של סיליקון חד-חמצני נמצא בדרך כלל רק באזורים בהם האבק הבין-כוכבי מושמד על ידי גלי הלם חזקים, וזה רומז על כך ששני העצמים קשורים למקור אנרגיה שמפזר בעוצמה את הגז.
אי אפשר להסביר את התכונות הייחודיות של עצמי הקרח המסתוריים שגילה ALMA באמצעות המאפיינים של עצמים מוכרים כלשהם שקשורים לקרח בין-כוכבי, כמו כוכבים שזה עתה נוצרו, כוכבים צעירים עם דיסקות פרוטופלנטריות, כוכבים מפותחים שמראים אובדן מסה אינטנסיבי או כוכבים בהירים שנמצאים מאחורי העננים המולקולריים הצפופים.
"אולי הם סוג חדש של עצמים בין-כוכביים המספקים סביבה המסייעת להיווצרות קרח ומולקולות אורגניות", אומר האסטרונום היפני טקשי שימונישי, המחבר הראשי של המאמר. "תצפיות נוספות ברזולוציה גבוהה של הגז הקשור באמצעות הטלסקופ ALMA, יחד עם מחקרים מפורטים יותר של קרח ואבק באמצעות טלסקופ החלל ווב, ישפכו אור על טיבם שלל עצמי הקרח המסתוריים האלה", מקווה טקשי שימונישי.
עוד בנושא באתר הידען:
