В протопланетном диске вокруг молодой звезды IRS 48, находящейся в 444 световых годах от Солнечной системы в направлении созвездия Змееносца, астрономы обнаружили сигнатуру диметилового эфира. Это самая большая молекула, идентифицированная на сегодняшний день в газопылевых дисках, из которых формируются планеты. Открытие может иметь важное значение, так как данная молекула является строительным блоком для других органических молекул, из которых теоретически может возникнуть жизнь.
В облаке газа и пыли, кружащемся вокруг молодой звезды IRS 48 (также известной как Oph-IRS 48), ученые из Лейденской обсерватории в Нидерландах идентифицировали диметиловый эфир. Эта молекула может быть предшественником других органических молекул. Потенциально также был обнаружен метилформиат, это тоже органическая молекула, похожая на диметиловый эфир, который также может быть строительным блоком более крупных органических молекул.
Эти открытия могут иметь важные последствия для нашего понимания того, как возникает жизнь во Вселенной. Результаты наблюдений были опубликованы в журнале «Астрономия и астрофизика» (DOI: 10.1051/0004-6361/202142981).
Возможные подсказки о происхождении жизни
Астрономы наблюдали диметиловый эфир и раньше, но в звездообразующих облаках. Молекулу никогда раньше не находили в протопланетных дисках. И диметиловый эфир, и метилформиат являются предшественниками пребиотических молекул, которые могут привести к жизни. Изучение этих типов сложных органических молекул в развитых протопланетных дисках позволит лучше понять, как они попадают на планеты.
Ученые обнаружили диметиловый эфир и, возможно, метилформиат с помощью массива радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimeter / Submmillimeter Array) в Чили.
Из этих результатов мы можем узнать больше о происхождении жизни на нашей планете и, таким образом, получить более полное представление о жизненном потенциале других планетных систем, — говорит Нашанти Брункен из Лейденской обсерватории в Нидерландах. Очень интересно видеть, как эти открытия вписываются в общую картину, — добавляет он.
Сложные органические молекулы
Диметиловый эфир — простейший из эфиров и не редкость в космосе. Фактически, это одна из самых распространенных молекул, обнаруженных в областях звездообразования в межзвездном пространстве.
Считается, что подобные сложные органические молекулы образуются в холодных областях звездообразования до того, как звезды выходят из плотных пылевых облаков. Исследователи считают, что простые молекулы, такие как угарный газ, прилипают к пылинкам и образуют слои льда, которые вступают в химические реакции с образованием еще более сложных молекул.
IRS 48
Молодая звезда IRS 48 привлекла внимание астрономов своими асимметричными чертами на серповидном диске, где сосредоточены более крупные пылинки. Эта структура, известная как «пылевая ловушка», вероятно, была создана наличием новой планеты между молодой звездой и ловушкой. В «пылевой ловушке» более крупные частицы пыли могут слипаться в еще более крупные комки, в конечном итоге образуя огромные объекты — кометы, астероиды и, возможно, даже планеты.
Открытие «пылевой ловушки» было подробно описано в исследовании 2013 года. В прошлогодней публикации ученые показали, что ловушка также богата льдом, который содержит сложные частицы. Поэтому Брункен и ее команда направили радиотелескопы обсерватории ALMA на IRS 48, чтобы посмотреть, что они смогут обнаружить.
Когда излучение звезды достигает ловушки, оно вызывает сублимацию льда. С помощью достаточно мощного телескопа можно обнаружить сигнатуры содержащихся в нем молекул на основе спектра. Поскольку разные молекулы поглощают и переизлучают свет, они создают уникальные характеристики спектра света, попадающего в телескоп.
Как признали исследователи в публикации, спектральные особенности, обнаруженные ALMA, соответствовали диметиловому эфиру. Кроме того, исследователи потенциально обнаружили метилформиат, простой эфир, который также является строительным блоком для органических молекул.
Предшественник жизни
Очень интересно наконец обнаружить более крупные частицы в протопланетных дисках. Какое-то время мы думали, что их невозможно будет наблюдать, — говорит Элис Бут из Лейденской обсерватории. — Еще более захватывающим является тот факт, что теперь мы знаем, что эти более крупные сложные молекулы могут питать планеты, формирующиеся в диске.
Обилие диметилового эфира в областях звездообразования в сочетании с этим открытием предполагает, что данные молекулы также могут быть в изобилии в протопланетных дисках и являются предшественниками пребиотических молекул, таких как аминокислоты и сахара, которые, в свою очередь, являются строительными блоками жизни.
Это открытие также означает, что можно проследить путь этих частиц от звездных питомников до планет.
Мы рады начать отслеживать весь путь этих сложных молекул, от облаков, из которых рождаются звезды, до дисков, из которых состоят планеты и кометы, — говорит Нинке ван дер Марел из Лейденской обсерватории. — Я надеюсь, что благодаря большему количеству наблюдений мы приблизимся на один шаг к пониманию происхождения пребиотических молекул в нашей Солнечной системе».