Uit een recent onderzoek onder leiding van de Universiteit van Oxford in het Verenigd Koninkrijk en het Centrum voor Astrobiologie in Spanje (CAB) blijkt dat de James Webb Ruimtetelescoop (JWST) een overvloed aan organische verbindingen met kleine moleculen heeft gedetecteerd die de theoretische verwachtingen ruimschoots overtrof in een heldere kern van een infrarood sterrenstelsel die ernstig werd verduisterd door stof, waardoor een complexe organisch-chemische omgeving aan het licht kwam die nog nooit eerder buiten de Melkweg rechtstreeks is bevestigd.

Onderzoekers wezen erop dat hoogenergetische kosmische straling mogelijk voortdurend koolstofrijke stofdeeltjes en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) diep in de Melkweg bombardeert, deze in stukken breekt en voortdurend kleinere organische moleculen produceert, waardoor deze diep begraven galactische kernen een krachtig 'productiecentrum voor organische moleculen' in het universum worden.

Het onderzoek was gericht op het ultraheldere infraroodstelsel IRAS 07251–0248. Het centrale gebied van het sterrenstelsel is omhuld met extreem dicht gas en stof, zodat het superzware zwarte gat in het centrum en de omliggende activiteiten vrijwel volledig worden geblokkeerd in de zichtbare lichtband, waardoor het voor conventionele telescopen moeilijk wordt om in het binnenste van het sterrenstelsel te kijken. Licht in de infraroodband kan echter stof binnendringen. De James Webb-telescoop profiteerde hiervan om diepgaande observaties uit te voeren van de begraven galactische kern, waardoor hij kon bepalen welke chemische processen deze extreme omgeving domineren.

Het onderzoeksteam gebruikte de nabij-infrarood- en midden-infraroodspectrale gegevens van JWST om een ​​gedetailleerde analyse uit te voeren van straling in het golflengtebereik van 3-28 micron. Door spectraallijnen verkregen door NIRSpec en midden-infraroodinstrumenten te combineren, identificeerden ze de karakteristieke "vingerafdrukken" van gasfasemoleculen, ijsachtige insluitsels en stofdeeltjes. Door deze spectrale kenmerken te modelleren, kunnen wetenschappers de overvloed en temperatuurverdeling van verschillende verbindingen in de kern van sterrenstelsels afleiden en een ongekend 'chemisch structuurbeeld' schetsen.

De resultaten laten zien dat er zich een ongewoon rijke verscheidenheid aan kleine organische moleculen in de kern van een sterrenstelsel bevindt, waaronder een reeks koolstof- en waterstofhoudende moleculen zoals benzeen (C₆H₆), methaan (CH₄), acetyleen (C₂H₂), diacetyleen (C₄H₂) en triacetyleen (C₆H₂). Het team heeft voor het eerst ook direct methylradicalen (CH₃) buiten de Melkweg gedetecteerd, een ontdekking die de complexiteit van organisch-chemische netwerken in deze regio verder benadrukt. Naast moleculen in de gasfase onthulden waarnemingen ook het bestaan ​​van een groot aantal vaste materialen, waaronder koolstofrijke stofdeeltjes en waterijs, wat belangrijke aanwijzingen opleverde om de bron van koolstof te verklaren.

De eerste auteur van het artikel, Ismael Garcia-Bernet, die werkte aan de Universiteit van Oxford en momenteel werkt bij het Centre for Astrobiology, zei dat de waargenomen overvloed aan kleine organische moleculen veel hoger is dan verwacht door bestaande theoretische modellen, wat impliceert dat er een continue bron van koolstof in de kern van de Melkweg moet zijn, die dit complexe en efficiënte chemische netwerk aandrijft. Uit de analyse van het team blijkt dat hoge temperaturen of turbulentie alleen niet voldoende zijn om dit fenomeen van chemische verrijking te verklaren. Een redelijkere verklaring is dat kosmische straling met hoge energie daarin een sleutelrol speelt.

Met behulp van het theoretische model en de analysemethode van polycyclische aromatische koolwaterstoffen, ontwikkeld door het team uit Oxford, ontdekten de onderzoekers dat de kosmische straling die deze extreme galactische kernen vult, vaak PAK's en koolstofrijke stofdeeltjes zal treffen, waardoor de oorspronkelijk grotere op koolstof gebaseerde structuren worden verbrijzeld en een groot aantal kleinere organische moleculen in het gas vrijkomen. In verschillende vergelijkbare sterrenstelsels vond de studie ook een significante correlatie tussen de overvloed aan koolwaterstofmoleculen en het niveau van kosmische stralingionisatie. Dit statistische bewijs ondersteunt verder het beeld van ‘door kosmische straling aangedreven organische chemische fabrieken’.

Hoewel de kleine organische moleculen die dit keer zijn ontdekt op zichzelf geen leven vormen, worden ze beschouwd als een van de belangrijkste grondstoffen voor een hogere orde ‘prebiochemie’. Co-auteur Dimitra Rigopoulou, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Oxford, wees erop dat hoewel dergelijke kleine moleculen niet rechtstreeks in levende cellen voorkomen, ze een belangrijke rol kunnen spelen bij het vormen van basismoleculen van het leven zoals aminozuren en nucleotiden, en een belangrijke tussenschakel vertegenwoordigen van anorganische stoffen naar complexe organische systemen.

De onderzoekers suggereren dat galactische kernen zoals IRAS 07251–0248, die begraven liggen in dik stof, een veel belangrijkere rol kunnen spelen in de chemische evolutie van het universum dan eerder werd gedacht. Ze zijn niet alleen de energiecentra van de gewelddadige activiteit van sterren en zwarte gaten, ze kunnen ook ‘werkplaatsen’ zijn voor de synthese en verwerking van grootschalige organische moleculen, die voortdurend een verscheidenheid aan organische verbindingen naar de melkweg en zelfs naar de wijdere interstellaire ruimte transporteren, waardoor de chemische samenstelling en het evolutionaire traject van de hele melkweg worden beïnvloed.

Dit werk demonstreert het unieke vermogen van de James Webb Ruimtetelescoop om chemische processen in extreme omgevingen te detecteren, waardoor wetenschappers voor het eerst systematisch kunnen kijken naar chemische activiteit in begraven galactische kernen die voorheen vrijwel volledig onzichtbaar waren. Relevante resultaten zijn op 6 februari 2026 gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy. Het artikel is getiteld "Abundant Hydrocarbons, Carbonaceous Dust Particles and Signs of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Processing in Buried Galactic Cores", dat verder belangrijk observationeel bewijs levert voor het begrijpen van hoe koolstof en complexe organische moleculen worden gegenereerd en evolueren in het universum.