Pressemeddelelse

ALMA og Rosetta finder Freon-40 i rummet

Danske forskere er med: måske er det alligevel ikke en markør for liv i rummet, men noget, som er næsten lige så godt

2. oktober 2017

Jagten på molekyler, som kan afsløre liv udenfor Jorden har været i gang i lang tid. Freon-40, som er et organohalogen er nu fundet i gasform både omkring en babystjerne og ved en komet. Opdagelsen er gjort dels med ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) og dels med ESAs Rosetta rumsonde. Her på Jorden dannes organohalogener ved livsprocesser, og det er første gang, en af dem er fundet i rummet. Opdagelsen tyder på, at organohalogener måske ikke er helt så gode markører for liv, som forskerne havde håbet på, men til gengæld er de måske til stede i betydelige mængder under planetdannelse. Den nye opdagelse offentliggøres idag i tidsskriftet Nature Astronomy.

Et internationalt forskerhold med stærk dansk deltagelse har fundet svage spor af den kemiske forbindelse Freon-40 (CH₃Cl), også kendt som methylklorid og klormethan i området omkring babystjernen IRAS 16293-2422 [1], som befinder sig omkring 400 lysår fra os og desuden ved den berømte komet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) i vores eget Solsystem. Opdagelsen er sket i data, som er indhøstet med ALMA i Chile, og med instrumentet ROSINA ombord på ESAs Rosetta rumsonde. Observationen med ALMA er den første, hvor der er fundet stabile organohalogener i det interstellare rum[2].

Organohalogener består af halogener som for eksempel klor og flour, bundet til kulstof og somme tider til andre grundstoffer. Her på Jorden dannes disse stoffer ved specielle biologiske processer - i organismer lige fra mennesker til svampe - og desuden ved industriprocesser, hvor der for eksempel produceres farvestoffer og medicin[3].

Man kan godt se den nye opdagelse som lidt af en skuffelse, for her ser man Freon-40 steder, hvor der næppe endnu er opstået liv. Tidligere har forskerne ment, at denne type molekyler måske kunne være et tydeligt tegn på liv - bioindikatorer.

"Det var en overraskelse at finde organohalogenet Freon-40 i nærheden af disse unge sollignende stjerner," siger Edith Fayolle, som arbejder ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts i USA. Hun er hovedforfatter på artiklen. "Vi har simpelthen ikke forudset, at det kunne dannes her, og vi blev overraskede over at finde det i så forholdsvis store koncentrationer. Det er nu helt klart, at disse molekyler har let ved at dannes i babystjernernes barnekamre, og det har givet os ny indsigt i, hvordan planetsystemer udvikler sig - også vores eget."

Jagten på exoplaneter er ikke længere blot rette imod at finde disse nye planeter -— for tiden kender vi mere end 3000, og nye kommer til hele tiden - Nu er forskerne godt igang med at se efter de kemiske markører, som kan være tegn på tilstedeværelsen af liv derude. Her er det helt afgørende at finde ud af, hvilke molekyler, som er karakteristiske for livet, men det er ikke helt let at finde biomarkører, som man fuldt ud kan stole på.

"ALMAs opdagelse af organohalogener i det interstellare stof fortæller os også noget om, hvordan den organiske kemi er begyndt på planeterne. Og organisk kemi er et nødvendigt trin i udviklingen hen imod liv," tilføjer Karin Öberg, som er medforfatter på den nye artikel. "Ud fra det, som vi nu har fundet ud af, er det sandsynligt, at organohalogener vil være en del af den såkaldte 'ursuppe'; både som den var på den unge jordklode i sin tid, og som den vil være på nydannede klippeplaneter omkring andre stjerner."

Det antyder så på den anden side, at astronomerne måske indtil nu har haft fat i den forkerte ende: istedet for at tyde på tilstedeværelsen af allerede opstået liv, er organohalogenerne måske en vigtigt del af de kemiske betingelser, som vi ikke forstår så meget af, men som er selve oprindelsen til livet.

Jes Jørgensen fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet tilføjer: "Resultatet her viser, hvor stærkt et værktøj ALMA er til at finde molekyler, som har astrobiologisk interesse, omkring unge stjerner hvor planeter dannes. Vi har tidligere  fundet de kemiske forstadier til sukkerstoffer og aminosyrer omkring unge stjerner med ALMA. Det, at vi nu også har fundet Freon-40 i gassen omkring komet 67P/C-G knytter den før-biologiske kemi ved de fjerne protostjerner og vores eget Solsystem endnu tættere sammen." Jes Jørgensen, som er leder af ALMA "PILS"-programmet, og medforfatter på artiklen sammen med en række af hans nuværende og tidligere post docs og Ph.D. studerende fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet, fortsætter: "Vi fejrer i år at det er 50 år siden at Danmark indtrådte i det Europæiske Sydobservatorium (ESO). Resultaterne her er et glimrende eksempel på, hvad vi som danske astronomer får ud af det medlemskab med adgang til banebrydende faciliteter som ALMA. På den måde kan vi være med helt fremme og markere os internationalt."

Astronomerne i forskerholdet sammenlignede også de forholdsvise mængder af Freon-40 med forskellige klorisotoper dels i stjernesystemet og dels ved kometer - og forholdstallene er ens. Det er til støtte for den ide, at et ungt planetsystem kan 'arve' den kemiske sammensætning fra den sky af stoffer, som oprindeligt har dannet moderstjernen, og det åbner så videre for muligheden af, at organohalogener kan dumpe ned på nydannede planeter under dannelsen eller senere ved kometnedslag.

"Resultatet her viser, at vi stadig har meget at lære om dannelsen af organohalogener," slutter Fayolle. "Nu vil vi lede videre efter organohalogener ved andre babystjerner og ved kometerne for at finde nogle flere af svarene.

Noter

[1] Denne baby- eller protostjerne er binær, altså en dobbeltstjerne, som er omgivet af en molekylsky, i det område omkring stjernen Rho Ophiuchi, hvor der lige nu dannes stjerner. Området er ideelt som studieområde for ALMA i millimeter og submillimeterbølgelængdeområdet.

[2] De data, som forskerne har anvendt, stammer fra ALMA Protostellar Interferometric Line Survey (PILS). Formålet med dette oversigtsstudie er at kortlægge den kemiske sammensætning for IRAS 16293-2422 med brug af hele det bølgelængdeområde, som ALMA kan dække; begrænset til atmosfærens gennemsigtighed omkring 0,8 millimeter bølgelængder. Det gøres med en opløsning, som svarer til udstrækningen af Solsystemet.

Molekyldelen CF+, som også kunne kaldes et organohalogen, har forskerne allerede fundet, men det er ikke en stabil forbindelse.

[3] Freongasser blev brugt i stor stil som kølemidler (haraf kommer brugsnavnet Freon-40), men de er nu forbudte, fordi de ødelægger det beskyttende ozonlag omkring Jorden.

Mere information

Forskningsresultaterne er offentliggjort i en artikel med titlen “Protostellar and Cometary Detections of Organohalogens” by E. Fayolle et al., i tidsskriftet Nature Astronomy den 2. oktober 2017.

Forskerholdet består af Edith C. Fayolle (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA),  Jes K. Jørgensen (Københavns Universitet), Kathrin Altwegg (University of Bern, Schweiz),  Hannah Calcutt (Københavns Universitet), Holger S. P. Müller (Universität zu Köln, Tyskland), Martin Rubin (University of Bern, Schweiz), Matthijs H. D. van der Wiel (The Netherlands Institute for Radio Astronomy, Nederlandene), Per Bjerkeli (Onsala Rymdobservatorium, Sverige), Tyler L. Bourke (Jodrell Bank Observatory, UK), Audrey Coutens (University College London, UK), Ewine F. van Dishoeck (Leiden University, Nederlandene; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Tyskland), Maria N. Drozdovskaya (University of Bern, Schweiz), Robin T. Garrod (University of Virginia, USA), Niels F. W. Ligterink (Leiden University, Nederlandene), Magnus V. Persson (Onsala Rymdobservatorium, Sverige), Susanne F. Wampfler (University of Bern, Schweiz) og ROSINA forskerholdet.

­ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, er et internationalt astronomisk observatorium, med ESO, US National Science Foundation (NSF) og National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan i samarbejde med Chile. ALMAs finansieres af ESO (Det europæiske sydobservatorium), NSF i samarbejde med Canadas National Research Council og National Science Council i Taiwan, og af NINS i samarbejde med Academia Sinica i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Opbygning og drift af ALMA styres af ESO på vegne af medlemstaterne, af National Radio Observatory ved Associated Universities, Inc. på vegne af Nordamerika og af National Astronomical Observatory i Japan på vegne af Østasien. Organisationen Joint ALMA Observatory, JAO står for den fælles ledelse og styring af konstruktion og drift af ALMA.

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Den originale forskningsartikel Nature Astronomy
• Tidligere resultater om denne stjerne fra ALMA: methylisocyanat og sukkerstoffer
• Fotos af ALMA

Kontakter

Ole J. Knudsen
ESON-Danmark, Stellar Astrophysics Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: 8715 5597
Mobil: 4059 4520
Email: eson-denmark@eso.org

Jes Kristian Jørgensen
Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet
København, Danmark
Tel: 3532 4186
Email: jeskj@nbi.ku.dk

Edith Fayolle
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, Massachusetts, USA
Email: efayolle@cfa.harvard.edu

Jes K. Jørgensen
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Tel: +45 4250 9970
Email: jeskj@nbi.dk

Ewine van Dishoeck
Leiden Observatory
Leiden, Netherlands
Tel: +31 71 5275814
Email: ewine@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1732 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.