We hebben een nieuwe methode ontwikkeld om koolstofverbindingen in de ruimte te zoeken, vergelijkbaar met het zoeken naar olie op aarde. Onze methode is gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Tussen de sterren liggen enorme hoeveelheden interstellair gas en stof, dun verspreid over ons melkwegstelsel. Het stof kan koolstofverbindingen bevatten. Als dat het geval is, noemen we het koolstofhoudend interstellair stof. Dit is een belangrijk reservoir voor het organische materiaal in de ruimte. De voortdurende cyclus van materiaal tussen de sterren en het gas in het interstellaire medium in onze melkweg leidt tot de levering van organische moleculen aan nieuw gevormde planetenstelsels.

Men denkt dat een speciale subklasse van organische moleculen, prebiotische moleculen genaamd, een belangrijke rol speelt bij de vorming van leven op aarde. Dergelijke prebiotische moleculen worden waarschijnlijk bewaard in koolstofhoudend interstellair stof dat in een vroeg stadium van planetaire vorming is verzameld in planetesimalen. De chemische samenstelling in dergelijke omgevingen kan bepalend zijn voor de gastvrijheid van de planeet voor de vorming van leven daar. Daarom is het belangrijk om de levenscyclus van koolstofhoudend interstellair stof te begrijpen om deze mogelijkheid verder te bestuderen.

Koolwaterstofmoleculen - een subgroep van organische moleculen - kunnen ons hierbij helpen. Alifatische en aromatische koolwaterstoffen - moleculen die ketens en/of ringen van koolstofatomen bevatten - vormen een belangrijke fractie van de ruwe olie op aarde, die onder de aardkorst is gevormd uit de restanten van de levende organismen.

De alifatische koolwaterstoffen die in sommige oliemoleculen aanwezig zijn, zijn ook essentieel voor levende organismen. Ze zijn van bijzonder belang voor studies van het interstellaire medium, omdat ze significante kenmerken produceren in het infrarode deel van het spectrum die astronomen vervolgens kunnen meten met infraroodtelescopen.

Eerder produceerden we laboratoriumanalogen van koolstofhoudend interstellair stof door de omstandigheden van het interstellaire medium na te bootsen in ons laboratorium aan de Universiteit van New South Wales in Australië. Vervolgens hebben we de absorptiecoëfficiënt van de alifatische koolwaterstoffen in deze analogen van interstellair stof gemeten en gecombineerd met waarnemingsgegevens van de UKIRT-telescoop in Hawaï. We hebben ontdekt dat er een grote hoeveelheid alifatisch koolwaterstofmateriaal is opgesloten in het stof van de interstellaire ruimte.

Nu hebben we een nieuwe observatiemethode geïmplementeerd om de hoeveelheid alifatische koolwaterstof door de stoffige zichtlijnen naar het centrum van onze melkweg in kaart te brengen en vervolgens de methode toe te passen op een ander veld in de galactische schijf. De resulterende kaarten hebben de verspreiding van de koolwaterstoffen door het interstellaire medium onthuld. We ontdekten dat ten minste 20% van de kosmische koolstof verborgen is in de olieachtige component van interstellair stof. Dit maakt het een belangrijk reservoir voor organisch materiaal in de galactische schijf.

Deze methode zou verder kunnen worden uitgebreid met de James Webb Space Telescope in de ruimte, waar de kenmerken veel beter kunnen worden gemeten dan vanaf de grond, en kunnen worden uitgebreid met ijs- en silicaatkenmerken in het stof naast de alifatische koolwaterstoffen. Het is mogelijk om de cyclus van organisch materiaal in de interstellaire ruimte te traceren nu we objecten kunnen observeren, variërend van planeetvormende schijven tot verre sterrenstelsels. Toekomstige toepassingen van de methode kunnen ons begrip van de verspreiding van organisch en prebiotisch materiaal in onze melkweg en andere vergroten. + Verder verkennen

Vet in de ruimte