In de jaren zeventig voorspelden wetenschappers al dat methylkation een belangrijke rol zou spelen in het heelal. En nu is het koolstofmolecuul voor het eerst ontdekt.

Even terug naar de natuurkundelessen van de middelbare school. Koolstof heeft vier vrije elektronen in de buitenste schil zitten. Dit stelt het element in staat om een grote variatie aan stabiele, complexe verbindingen te vormen, met onder meer zuurstof en waterstof. Vanwege deze eigenschap is koolstof een van de basiselementen van al het aardse leven.

In de jaren zeventig voorspelden wetenschappers dat er een koolwaterstof aanwezig moest zijn in het heelal, methylkation (CH3+) of methenium genoemd, die hier een belangrijke rol zou spelen in de vorming van complexe verbindingen. En een internationaal team van wetenschappers wist dit koolstofmolecuul onlangs, met behulp van de James Webb Space Telescope, waar te nemen. 

Lees ook:

• Saturnusmaan Enceladus bevat alle essentiële elementen voor leven
• James Webb brengt Cassiopeia A ongekend gedetailleerd in beeld

Treinstation

Zoals de naam al verraadt, is methylkation een ion dat gemakkelijk reageert met een breed scala aan moleculen. Deze kunnen vervolgens aan het methylkation blijven hangen, voordat ze reacties aangaan met weer andere moleculen. De NASA vergelijkt de koolwaterstof daarom met een treinstation.

Het moleculaire treinstation is gevonden in een jong stersysteem, in de bekende Orionnevel die zich op 1350 lichtjaar afstand van de aarde bevindt. Het jonge stersysteem bestaat uit een planeetvormende (protoplanetaire) schijf. Oftewel: een roterende schijf van gas en stof rond een pasgeboren ster, in dit geval een rode dwerg. Deze ster is slechts klein – hij heeft een tiende van de massa van de zon – maar naburige, hete, zware sterren bestoken hem en de schijf eromheen met krachtige ultraviolette straling.

Intensieve uv-straling staat erom bekend dat het complexe organische moleculen afbreekt, daarom is te veel zonlicht slecht voor ons. Maar volgens de onderzoekers zou deze straling in dit stersysteem weleens de energiebron kunnen zijn die nodig is om methylkation te vormen. Als dat er eenmaal is, kunnen door andere chemische reacties complexere koolstofverbindingen ontstaan.

Onderscheidend vermogen

Een mooie ontdekking, vindt planetair wetenschapper Daphne Stam. “Het is moeilijk om verschillende soorten koolwaterstoffen te vinden. Deze moleculen hebben namelijk verschrikkelijk veel energieniveaus; en verschillende soorten hebben niveaus die dicht bij elkaar liggen.” Met andere woorden: verschillende soorten koolwaterstoffen zijn lastig van elkaar te onderscheiden. “Met MIRI (Mid-Infrared Instrument), een instrument aan boord van de James Webb Space Telescope, krijg je dit dus wel voor elkaar.”

Bronnen: Nature, allesoversterrenkunde.nl

Beeld: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), PDRs4ALL ERS Team

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!