Χρησιμοποιώντας τη μήτρα Atacama Large Millimeter/Meter ([{” attribute=””>ALMA) in Chile, researchers at Leiden Observatory in the Netherlands have for the first time detected dimethyl ether in a planet-forming disc. With nine atoms, this is the largest molecule identified in such a disc to date. It is also a precursor of larger organic molecules that can lead to the emergence of life.
“From these results, we can learn more about the origin of life on our planet and therefore get a better idea of the potential for life in other planetary systems. It is very exciting to see how these findings fit into the bigger picture,” says Nashanty Brunken, a Master’s student at Leiden Observatory, part of Leiden University, and lead author of the study published on March 8, 2022, in Astronomy & Astrophysics.
Πώς τελειώνουν τα συστατικά της ζωής στους πλανήτες; Η ανακάλυψη του μεγαλύτερου μορίου που έχει βρεθεί ποτέ σε δίσκο σχηματισμού πλανητών παρέχει ενδείξεις για αυτό. πίστωση:[{” attribute=””>ESO
Dimethyl ether is an organic molecule commonly seen in star-forming clouds, but had never before been found in a planet-forming disc. The researchers also made a tentative detection of methyl formate, a complex molecule similar to dimethyl ether that is also a building block for even larger organic molecules.
“It is really exciting to finally detect these larger molecules in discs. For a while we thought it might not be possible to observe them,” says co-author Alice Booth, also a researcher at Leiden Observatory.
The molecules were found in the planet-forming disc around the young star IRS 48 (also known as Oph-IRS 48) with the help of ALMA, an observatory co-owned by the European Southern Observatory (ESO). IRS 48, located 444 light-years away in the constellation Ophiuchus, has been the subject of numerous studies because its disc contains an asymmetric, cashew-nut-shaped “dust trap.” This region, which likely formed as a result of a newly born planet or small companion star located between the star and the dust trap, retains large numbers of millimeter-sized dust grains that can come together and grow into kilometer-sized objects like comets, asteroids and potentially even planets.
Many complex organic molecules, such as dimethyl ether, are thought to arise in star-forming clouds, even before the stars themselves are born. In these cold environments, atoms and simple molecules like carbon monoxide stick to dust grains, forming an ice layer and undergoing chemical reactions, which result in more complex molecules. Researchers recently discovered that the dust trap in the IRS 48 disc is also an ice reservoir, harboring dust grains covered with this ice rich in complex molecules. It was in this region of the disc that ALMA has now spotted signs of the dimethyl ether molecule: as heating from IRS 48 sublimates the ice into gas, the trapped molecules inherited from the cold clouds are freed and become detectable.
Αυτό το βίντεο έχει μεγεθυνθεί με το σύστημα Oph-IRS 48, ένα αστέρι που περιβάλλεται από έναν δίσκο που αποτελείται από έναν πλανήτη που περιέχει μια παγίδα σκόνης. Αυτή η παγίδα επιτρέπει στα σωματίδια σκόνης να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιάσουν μεγαλύτερα σώματα.
«Αυτό που το κάνει ακόμα πιο συναρπαστικό είναι ότι τώρα γνωρίζουμε ότι αυτά τα μεγαλύτερα πολύπλοκα μόρια είναι διαθέσιμα για να τροφοδοτήσουν τους πλανήτες που σχηματίζονται στο δίσκο», εξηγεί ο Booth. “Αυτό δεν ήταν προηγουμένως γνωστό επειδή αυτά τα σωματίδια είναι κρυμμένα στον πάγο στα περισσότερα συστήματα.”
Η ανακάλυψη του διμεθυλαιθέρα υποδηλώνει ότι πολλά άλλα πολύπλοκα μόρια που βρίσκονται συνήθως σε περιοχές σχηματισμού άστρων μπορεί επίσης να κρύβονται στις παγωμένες δομές των δίσκων που σχηματίζουν πλανήτες. Αυτά τα μόρια είναι πρόδρομοι πρεβιοτικών μορίων όπως π.χ[{” attribute=””>amino acids and sugars, which are some of the basic building blocks of life.
By studying their formation and evolution, researchers can therefore gain a better understanding of how prebiotic molecules end up on planets, including our own. “We are incredibly pleased that we can now start to follow the entire journey of these complex molecules from the clouds that form stars, to planet-forming discs, and to comets. Hopefully, with more observations we can get a step closer to understanding the origin of prebiotic molecules in our own Solar System,” says Nienke van der Marel, a Leiden Observatory researcher who also participated in the study.
Αυτό το βίντεο έχει μεγεθυνθεί με το σύστημα Oph-IRS 48, ένα αστέρι που περιβάλλεται από έναν δίσκο που αποτελείται από έναν πλανήτη που περιέχει μια παγίδα σκόνης. Αυτή η παγίδα επιτρέπει στα σωματίδια σκόνης να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιάσουν μεγαλύτερα σώματα.
Μελλοντικές μελέτες του IRS 48 με το εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT) της ESO, που βρίσκεται υπό κατασκευή στη Χιλή και έχει προγραμματιστεί να αρχίσει να λειτουργεί αργότερα αυτή τη δεκαετία, θα επιτρέψουν στην ομάδα να μελετήσει τη χημεία των εσωτερικών περιοχών του δίσκου, όπου μπορούν να σχηματιστούν πλανήτες όπως η Γη .
Αναφορά: «Μια κύρια ασύμμετρη παγίδα πάγου σε έναν δίσκο που σχηματίζει πλανήτη: III. Πρώτη ανίχνευση διμεθυλαιθέρα» από τους Nasante JC Bronkin, Alice S. Booth, Margot Lemker, Bona Nazari, Ninke van der Marel και Ewen F. Van Dyschoek , 8 Μαρτίου 2022, Αστρονομία και αστροφυσική.
DOI: 10.1051/0004-6361/202142981
Αυτή η δημοσίευση κυκλοφόρησε την Παγκόσμια Ημέρα της Γυναίκας 2022 και περιλαμβάνει έρευνα από έξι γυναίκες ερευνήτριες.
Η ομάδα αποτελείται από τον Nashanty GC Brunken (Αστεροσκοπείο Leiden, Πανεπιστήμιο Leiden, Ολλανδία [Leiden]), Άλις Σ. Booth (Leiden), Margot Lemker (Leiden), Boneh Nazari (Leiden), Ninke van der Marel (Leiden), Ewen F van Dyschoek (Αστεροσκοπείο Leiden, Max Planck Institute for Extraterrestrial Education, Physek, Garching, Γερμανία)