ESO bada cząstki organiczne w dyskach protoplanetarnych

Eter dimetylowy (dimetyloeter) to cząsteczka organiczna powszechnie występująca w obłokach gwiazdoztwórczych, ale nigdy wcześniej nie dostrzeżona w dyskach tworzących planety. Dokonano także przypuszczalnej detekcji mrówczanu metylu, złożonej cząsteczki podobnej do eteru dimetylowego, która również jest cegiełką tworzącą większe molekuły organiczne.

Z uzyskanych wyników możemy dowiedzieć się więcej na temat pochodzenia życia na naszej planecie i na tej podstawie ulepszyć koncepcje potencjalnego życia w innych systemach planetarnych. To bardzo ciekawe widzieć, jak nasze rezultaty układają się w szerszy obraz
Nashanty Brunken, studentka w Obserwatorium w Lejdzie, pierwsza autorka badań opublikowanych w Astronomy & Astrophysics.

Molekuły znaleziono w dysku tworzącym planety wokół młodej gwiazdy IRS 48 (znanej też jako Oph-IRS 48), korzystając z pomocy ALMA – obserwatorium, którego współwłaścicielem jest Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO). IRS 48 znajduje się 444 lat świetlnych od nas w kierunku gwiazdozbioru Wężownika. Była celem licznych badań, ponieważ jej dysk ma asymetryczną "pułapkę na pył" w kształcie orzechów nerkowca. Obszar ten, prawdopodobnie uformowany w efekcie występowania pomiędzy gwiazdą, a pułapką, nowo narodzonej planety lub małej towarzyszki gwiazdowej, zatrzymuje dużą liczbę ziaren pyłu milimetrowej wielkości, które mogą łączyć się i rosnąć do obiektów o rozmiarach kilometrowych, takich jak komety, planetoidy, a potencjalnie nawet planety.

Uważa się, że w obłokach gwiazdotwórczych tworzy się wiele złożonych cząsteczek organicznych, takich jak eter dimetylowy, zanim jeszcze powstają same gwiazdy. W tych zimnych środowiskach atomy i proste molekuły, takie jak tlenek węgla, przyklejają się do ziaren pyłu, tworząc warstwę lodu i poddając się reakcjom chemicznym, których produktem są bardziej skomplikowane cząsteczki. Ostatnio naukowcy odkryli, że pułapka na pył w dysku IRS 48 jest także rezerwuarem lodu zawierającym ziarna pyłu pokryte lodem bogatym w złożone molekuły. Znajduje się w rejonie dysku, w którym ALMA dostrzegła oznaki występowania cząsteczek eteru dimetylowego: gdy ogrzewanie od IRS 48 powoduje sublimację lodu w gaz, uwięzione molekuły odziedziczone po zimnym obłoku są uwalniane i stają się wykrywalne.

Jeszcze ciekawsze jest to, że teraz wiemy, iż większe, bardziej złożone molekuły są dostępne do zasilania dysków tworzących planety. Wcześniej tego nie wiedziano, gdyż większość cząsteczek jest ukryta w lodzie.
Alice Booth

Odkrycie eteru dimetylowego sugeruje, że wiele innych złożonych cząsteczek, które są powszechnie wykrywane w obszarach gwiazdotwórczych, także może skrywać się na lodowych strukturach w dyskach tworzących planety. Molekuły te są prekursorami cząsteczek prebiotycznych takich jak aminokwasy i cukry, które są podstawowymi cegiełkami życia. Badając ich powstawanie i ewolucję naukowcy mogą następnie lepiej zrozumieć, w jaki sposób cząsteczki prebiotyczne trafiają na planety, włącznie z naszą własną.

Jesteśmy bardzo zadowolone, że możemy zacząć śledzić całą podróż tych złożonych molekuł od obłoków gwiazdotwórczych do dysków tworzących planety i komet. Mamy nadzieję, że dzięki kolejnym obserwacjom będzie można przejść o krok dalej w zrozumieniu pochodzenia molekuł prebiotycznych w Układzie Słonecznym
Nienke van der Marel, uczestniczka badań

Przyszłe badania IRS 48 przy pomocy Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT), który jest obecnie budowany w Chile przez ESO i szykowany do rozpoczęcia działania pod koniec bieżącej dekady, pozwolą zespołowi na zbadanie chemii bardzo wewnętrznego rejonu dysku, gdzie mogą powstawać planety takie jak Ziemia.

Źródło: ESO