飛行速度の高いSOFIA望遠鏡は、生命の基本的なビルディングブロックの起源がどこにあるのかを明らかにしています。に公開された最近の研究 天体物理ジャーナル：手紙 カリフォルニア大学デービス校、ジョンズホプキンス大学、ノースカロライナ自然科学博物館、アパラチアン州立大学、およびNASAからの資金提供を含むいくつかの国際的なパートナーの協力者を含む、ハワイ大学の天文学者が率いる惑星形成の謎：硫黄元素の化学経路と、惑星と生命の形成におけるその意味と役割。
周期表の16番、硫黄は宇宙で10番目に一般的な元素です。硫黄は、惑星につながる若い星の周りのダスト粒子の形成に関与するトレーサー要素であるだけでなく、生命に必要なビルディングブロックであるとも疑われています。宇宙での硫黄の分布を見ると、原始生命がこの地球でどのように始まったのかを知ることができます。
研究のために、研究者たちは若い恒星天体（YSO）として知られているものを調べました。これらは水素の融合が始まる前の段階の若い星であり、塵やガスが豊富な分子雲に埋め込まれています。この研究で対象となった特定のオブジェクトは、Monoceros R2の星形成領域にある崩壊する原始星であるMonR2 IRS3でした。 Monoceros the Unicornの星座（イッカクとして知られることもあります）に位置するMonR2 IRS3は、この地域にある多くのYSOの1つであり、崩壊するコアを取り巻く原始惑星のダストとガスの貯蔵庫です。
YSOステージの後、ガスは星またはその惑星系の一部となったか、吹き飛ばされます。次に、星は水素をヘリウムに融合し始め、より重い星に見られるより重い元素も含まれます。したがって、MonR2 IRS3などの若い恒星の天体は、生命に必要な惑星や分子の形成にかかわる不思議な化学を調査するのに最適な実験室です。
調査では、チームはSOFIA（NASAの赤外線天文学用成層圏天文台）を使用しました。ボーイング747SPに改造された航空機で、2.5メートルの赤外線望遠鏡が引き戸の後ろに取り付けられ、航空機の軸に対して垂直に向けられています。高空飛行のSOFIAは、地球の大気中の水蒸気の大部分をはるかに超える可能性があり、赤外線天文学を妨げるため、このような研究に最適です。
チームは、SOFIA望遠鏡に搭載された高解像度のエシェロンクロスエシェル分光器（「EXES」）を使用しました。 Mon2 IRS3は、大規模な地上ベースのKeck II望遠鏡でNIRSPEC装置を使用して一酸化炭素（CO）を研究するために以前に観測されており、これらの観測は二酸化硫黄（SO2）、原始惑星系の硫黄の貯蔵庫と考えられている分子。空で最も明るい星であるシリウスもデータを較正するために観察されました。 EXES観測により、観測者はSOのスペクトル線幅を測定できました2 星形成領域で初めて、硫黄リザーバーとしてのこの分子の豊富さについての洞察を得ます。たとえば、暖かいSOからの細い線2 ガスは、形成コアからの熱による氷の昇華を示唆していますが、幅の広い線は、小さな粒子から硫黄をスパッタリングする衝撃を示しています。この調査では、SOの下限が見つかりました2 豊富であり、MonR2 IRS3ホットコアから昇華した氷がSOの発生源である可能性があると判断した2 ガス。
硫黄に続いて
YSOにおける硫黄プロセスの観察は興味深いものです。チームは初めて、SOの形成を観察しました2 （二酸化硫黄）ホットコア内。これは、この形成モードが少なくともショックの場合と同じくらい効率的であることを示しています。さらに、このプロセスは低質量（つまり、約45億7,000万年前に形成されたときの太陽系に似ている）YSOで重要になる可能性があり、将来の観測で確認できます。
将来の作業は、他の原始的な硫黄貯留層の相対的な重要性を確立するのにも役立つかもしれません。 YSOの硫化水素を見ると（原始太陽系の硫黄の主要な原因であると考えられています）、単純な放射加熱と穏やかな衝撃が、以前にスパッタリングから考えられていた強い衝撃と同じくらい、硫黄の形成と分布において効率的であることがわかります。これはまた、2014年から2016年に欧州宇宙機関のロゼッタミッションで探査された67 / Pチュリュモフゲラシメンコ彗星の私たちの太陽系に見られる硫黄の貯留層間の強いつながりを示しています。
「これらのSOFIA望遠鏡での観測結果は、原始惑星系分子貯留層の秘密を解き明かすための鍵です」とレイチェル・スミス博士（ノースカロライナ自然科学博物館/アパラチア州立大学）は語った スペースマガジン。 「単一のオブジェクトの異なるデータセット間のこのような接続を通じて、最終的には惑星の進化と生命に必要な分子の包括的な図を構築する可能性があります。」
新しい観察の次は何ですか？ SOの仮説を確認するため2 貯水池では、2021年に打ち上げられたジェームズウェッブ宇宙望遠鏡などの今後のミッションから、硫黄含有氷の追跡観測が必要であり、おそらくゼロ、ゼロ、オン、オフのWFIRSTミッション（広視野赤外線宇宙望遠鏡）を再び使用しています。 NASA 2020年度予算案で。
新しい望遠鏡の発売と既存の望遠鏡の改良により、来たる10年で「赤外線天文学の黄金時代」に突入し、天文学者が元素をその原始起源にさかのぼることができるようになります。
