Wetenschappers hebben twee mysterieuze ijzige objecten in de diepe ruimte ontdekt die moeilijk te verklaren zijn. In tegenstelling tot typisch interstellair ijs zijn deze objecten niet omgeven door stof, zenden ze een ongebruikelijke energiesignatuur uit en bevatten ze onverwacht hoge concentraties siliciummonoxide. Hun isolatie wijst op een onbekende omgeving waar de belangrijkste moleculen van het leven werden gevormd.
Organische moleculen zijn de bouwstenen van het leven en er wordt aangenomen dat ze in de ruimte zijn gevormd. Waar ze precies vandaan komen en hoe ze de planeten bereiken, blijft echter een belangrijke vraag in de astronomie en planetaire wetenschap. De aanwezigheid van ijs in de interstellaire ruimte is de sleutel tot deze puzzel. In koude, dichte en verduisterde gebieden van de Melkweg hechten atomen en moleculen zich aan kleine stofdeeltjes om interstellair ijs te vormen - een proces dat vergelijkbaar is met de manier waarop sneeuwvlokken zich vormen in de wolken van de aarde.
Om dit probleem te bestuderen hebben astronomen van de Universiteit van Niigata en de Universiteit van Tokio twee mysterieuze interstellaire objecten waargenomen met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili. De Japanse infraroodsatelliet AKARI ontdekte deze twee objecten voor het eerst in 2021, en het is bekend dat ze interstellair ijs bevatten dat rijk is aan water en organische moleculen. Hun exacte aard blijft echter onduidelijk. In tegenstelling tot het meeste interstellaire ijs, dat zich doorgaans in dichte stervormingsgebieden bevindt, zijn deze twee objecten bijzonder fascinerend omdat ze zich buiten alle bekende stervormingsgebieden bevinden.
Het onderzoeksteam gebruikte ALMA om objecten met een golflengte van ongeveer 0,9 millimeter waar te nemen. Infraroodwaarnemingen zijn nuttig voor het bestuderen van vaste materie zoals ijs, maar radiowaarnemingen zoals ALMA geven een beter inzicht in de beweging en samenstelling van omringende gassen. Als deze objecten sterren vormen, zou ALMA's beeldvorming met hoge resolutie de moleculaire straling kunnen detecteren die verband houdt met stervorming. Als er voorheen onbekende moleculaire wolken in de buurt van deze objecten zouden zijn, zou deze ook verschijnen in de vorm van uitgestrekte gebieden met gasemissie, vooral koolmonoxide.
De waargenomen resultaten waren echter anders dan de bovenstaande verwachtingen. Op de posities van deze twee ijzige objecten werden alleen de moleculaire emissielijnen van koolmonoxide en siliciummonoxide gedetecteerd, en hun verdeling was zeer compact, minder dan een boogseconde. Het team gebruikte ALMA-gegevens om de afstand, beweging, grootte en chemische samenstelling van het moleculaire gas dat met deze objecten geassocieerd is, te analyseren.
Op basis van analyse van hun gezichtslijnsnelheden zijn de twee objecten bijvoorbeeld ongeveer 30.000 tot 40.000 lichtjaar verwijderd van de aarde. Bovendien suggereert hun significante snelheidsverschil dat de twee objecten kinematisch onafhankelijk zijn en zich op verschillende afstanden bevinden, ook al bevinden ze zich op de hemelbol slechts ongeveer 3 boogminuten van elkaar en vertonen ze vergelijkbare kleur, helderheid en interstellaire ijskenmerken.
Interstellaire objecten met ijs bevatten meestal grote hoeveelheden stof, waardoor ze helder schijnen in het ver-infrarode tot submillimeter-golflengten. De ALMA-waarnemingen in dit onderzoek hebben echter geen submillimeterstraling van deze twee ijzige objecten gedetecteerd, wat een ongebruikelijke energieverdeling aan het licht bracht die inconsistent is met eerder bekende kenmerken van interstellaire ijzige objecten.
Bovendien laten ALMA's waarnemingen zien dat de verhouding tussen siliciummonoxide en koolmonoxide in deze twee objecten aanzienlijk hoger is dan die waargenomen in gewone moleculaire wolken. Een dergelijke overvloed aan silica wordt doorgaans alleen aangetroffen in gebieden waar interstellair stof is vernietigd door sterke schokgolven, wat erop wijst dat beide objecten verband houden met energiebronnen die het gas sterk verstoren.
De unieke eigenschappen van de mysterieuze ijzige objecten die door ALMA zijn onthuld, kunnen niet worden verklaard door de kenmerken van bekende objecten die verband houden met interstellaire ijzige objecten, zoals nieuw gevormde sterren, jonge sterren met protoplanetaire schijven, geëvolueerde sterren die een sterk massaverlies vertonen, of heldere sterren die zich achter dichte moleculaire wolken bevinden.
Takashi Shimonishi, astronoom aan de Niigata Universiteit in Japan en de eerste auteur van dit artikel, zei: ‘Ze vertegenwoordigen mogelijk een nieuwe klasse interstellaire objecten die een gunstige omgeving bieden voor de vorming van ijs en organische moleculen. In de toekomst zullen hogeresolutiewaarnemingen van verwante gassen met behulp van de ALMA-telescoop en meer gedetailleerde studies van ijs en stof met behulp van de James Webb-ruimtetelescoop de aard van deze mysterieuze ijzige objecten onthullen.’
Deze bevindingen werden gepubliceerd in het nummer van 25 februari 2025 van The Astrophysical Journal.
Samengesteld uit /scitechdaily