James Webbi kosmoseteleskoobi täpsed vaatlused võimaldasid teadlastel esimest korda tuvastada fosfiini – haruldast, kuid äärmiselt intrigeerivat molekuli – pruunil kääbusel „Wolf 1130C“.
See objekt kuulub kolmiktähesüsteemi, mis asub umbes 54 valgusaasta kaugusel Maast, Luige (Cygnuse) tähtkujus. Ebatavaliselt kõrge fosfiini kontsentratsioon viitab võimalusele, et see võib olla seotud lähedal asuva valge kääbuse varasema termotuumalise aktiivsusega.
Siiski jääb selle ühendi täpne tekkemehhanism praegu saladuseks – seni pole taolist nähtust sarnastel taevakehadel täheldatud.
Mis on fosfiin?
Fosfiin on keemiline ühend, mis koosneb ühest fosfori- ja kolmest vesinikuaatomist. Tegemist on väga toksilise ja plahvatusohtliku gaasiga, mis tavalistes tingimustes atmosfääris stabiilsena ei püsi. Maal tekib fosfiin looduslikult näiteks soodes, kus laguneb orgaaniline aine.
Planeetidel nagu Jupiter ja Saturn võib fosfiin tekkida ka ilma mikroorganismide osaluseta – spetsiifiliste keemiliste reaktsioonide tulemusena väga suure rõhu tingimustes.
Pruunil kääbusel „Wolf 1130C“ mõõdetud fosfiini hulk ei ole iseenesest suur, eriti võrreldes gaasihiidude atmosfääridega, kuid teiste pruunide kääbuste puhul pole varem nii kõrget kontsentratsiooni täheldatud.
Milline on „Wolf 1130C“?
„Wolf 1130C“ on kolmiktähesüsteemi „Wolf 1130ABC“ kolmas komponent. See tiirleb ümber põhilise kaksiktähe – jaheda punase kääbuse „Wolf 1130A“ ja valge kääbuse „Wolf 1130B“.
See tähendab, et pruun kääbus liigub massiivsema tähekeskme ümber suhteliselt kaugel orbiidil, kuid gravitatsiooniliselt on süsteemi ülejäänud komponentidega ikkagi tihedalt seotud.
Pärast fosfiini avastamist kasutasid teadlased atmosfääri analüüsi modelleerimist – meetodit, mis võimaldab spektraalandmete põhjal hinnata, kui palju ja milliseid gaase taevakeha atmosfäär võib sisaldada.
Uurimuses osalenud San Francisco ülikooli teadlane Eileen Gonzales selgitas, et seda võib võrrelda olukorraga, kus püütakse pelgalt maitse järgi taastada koogiretsepti, kui pagar ise seda avaldada ei soovi. Mudelid näitasid, et fosfiini kontsentratsioon ulatub umbes 100 osakeseni miljardi kohta.
Kust see fosfiin pärineb?
Üks suurimaid küsimusi on, miks fosfiini avastati just sellel pruunil kääbusel, kuid mitte teistel sarnastel objektidel. Ühe keskse hüpoteesi järgi võis „Wolf 1130C“ saada fosfiini lähedal asuva valge kääbuse „Wolf 1130B“ mõjul.
Valge kääbus võib talle langevat ainet akreteerides teatud tingimustel käivitada termonukleaarseid protsesse – potentsiaalselt uue tähe plahvatuse ehk nova. Mõned uurimused viitavad, et sellised sündmused on võinud olla oluline fosfori allikas kogu Linnutee galaktikas.
Otseseid tõendeid värske täheplahvatuse kohta selles süsteemis pole aga leitud – vähemalt mitte ajavahemikul alates süsteemi avastamisest umbes sada aastat tagasi. Seetõttu ei saa välistada, et tuvastatud fosfiin on kauges minevikus aset leidnud plahvatuse kauakestev jälg.
Mida see avastus meile räägib?
See avastus näitab veel kord, kui võimekas on James Webbi teleskoop keerukate atmosfääride uurimisel ning kui palju uut infot võib pakkuda isegi üksik gaasiriba taevakeha spektris.
Iga selline leid loob uusi küsimusi meie Universumi keemilise ja dünaamilise evolutsiooni kohta – alates elementide tekkest kuni võimalike elusõbralike keskkondade kujunemiseni mujal kosmoses.
