Komunikat prasowy

Astronomowie odkryli największą jak dotąd molekułę w dysku tworzącym planety

8 marca 2022

Przy pomocy Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile, badacze z Obserwatorium w Lejdzie w Holandii po raz pierwszy wykryli eter dimetylowy w dysku, w których formują się planety. To największa molekuła zidentyfikowana do tej pory w tego rodzaju dyskach. Jest ona prekursorem większych cząsteczek organicznych, które mogą prowadzić do powstania życia.

„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” mówi Nashanty Brunken, studentka w Obserwatorium w Lejdzie, które jest częścią Uniwersytetu w Lejdzie. Brunken jest pierwszą autorką badań opublikowanych dzisiaj w Astronomy & Astrophysics.

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.

„To niesamowicie ekscytujące, że w końcu wykryliśmy większe molekuły w dyskach. Przez pewien czas sądziliśmy, że ich zaobserwowanie nie jest możliwe” wskazuje współautorka Alice Booth, która również pracuje w Leiden Observatory.

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” tłumaczy Booth. „Wcześniej tego nie wiedziano, gdyż większość cząsteczek jest ukryta w lodzie.”

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” mówi Nienke van der Marel z Obserwatorium w Lejdzie, biorąca udział w badaniach.

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.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. “A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether" (doi: 10.1051/0004-6361/202142981), który ukaże się w Astronomy and Astrophysics.

Niniejszą publikację ogłoszono w Międzynarodowy Dzień Kobiet 2022. Jej autorkami jest sześć kobiet.

Skład zespołu badawczego: Nashanty G. C. Brunken (Leiden Observatory, Leiden University,  Holandia [Leiden]), Alice S. Booth (Leiden), Margot Leemker (Leiden), Pooneh Nazari (Leiden),  Nienke van der Marel (Leiden),  Ewine F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy)

Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) umożliwia naukowcom na odkrywanie tajemnic Wszechświata z korzyścią dla nas wszystkich. Projektujemy, budujemy i zarządzamy światowej klasy obserwatoriami naziemnymi – których astronomowie używają do odpowiadania na ciekawe pytania i szerzenia fascynacji astronomią – a także promujemy międzynarodową współpracę w astronomii. Ustanowione w 1962 roku jako organizacja międzynarodowa, ESO jest wspierane przez 16 krajów członkowskich (Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy), a także Chile jako kraj gospodarz, oraz Australię jako strategicznego partnera. Siedziba ESO, a także jego centrum popularyzacji nauki i planetarium (ESO Supernova) znajdują się w pobliżu Monachium w Niemczech, natomiast chilijska pustynia Atakama – niesamowite miejsce z wyjątkowymi warunkami do obserwacji nieba – jest domem dla naszych teleskopów. ESO zarządza trzema lokalizacjami obserwacyjnymi w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope – Bardzo Duży Teleskop) oraz dwa teleskopy do przeglądów nieba. VISTA pracuje w podczerwieni, VLT Survey Telescope w zakresie widzialnym. W Paranal ESO zarządza także południowym obserwatorium CTA (Cherenkov Telescope Array South) – największym na świecie i najbardziej czułym obserwatorium promieniowania gamma. Wspólnie z międzynarodowymi partnerami ESO zarządza także radioteleskopami APEX i ALMA, które są instrumentami do obserwacji nieba w zakresach milimetrowym i submilimetrowym. Na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, budujemy „największe oko świata na niebo”, czyli Ekstremalnie Wielki Teleskop (Extremely Large Telescope, ELT). Nasza działalność w Chile jest zarządzania z biur ESO w Santiago, gdzie współpracujemy też z chilijskimi partnerami.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia ALMA
• Dowiedz się więcej o Ekstremalnie Wielkim Teleskopie (ELT)
• Dla dziennikarzy: zasubskrybuj, aby otrzymywać w swoim języku komunikaty z embargo medialnym
• Dla naukowców: jeśli masz ciekawe odkrycie, zgłoś swoje badania

Kontakt

Nashanty Brunken
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
E-mail: brunken@strw.leidenuniv.nl

Alice Booth
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 5737
E-mail: abooth@strw.leidenuniv.nl

Nienke van der Marel
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 5872
E-mail: nmarel@strw.leidenuniv.nl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
Tel. kom.: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych