Астрономы открыли в протопланетном диске самую большую молекулу
Используя радиотелескоп ALMA в Чили, исследователи из Лейденской обсерватории в Нидерландах впервые зарегистрировали в протопланетном диске диметилэфир. Эта девятиатомная молекула – самая большая из всех найденных на сегодняшний день в таких дисках. Она является предшественницей более крупных органических молекул, образование которых может вести к появлению жизни.
"Получив эти результаты, мы можем лучше представить себе, как появилась жизнь на нашей планете, а значит и каков потенциал для зарождения жизни в других планетных системах. Замечательно, что эти открытия хорошо вписываются в более общую картину", – говорит Нашанти Брункен, основной автор работы, публикуемой сегодня в журнале Astronomy & Astrophysics.
Диметилэфир – органическая молекула, которая обычно встречается в протозвёздных облаках, но никогда ещё не регистрировавшаяся в протопланетных дисках. Исследователи предположительно обнаружили там ещё одну сложную молекулу, метилформиат, метиловый эфир муравьиной кислоты – ещё один «строительный кирпичик», из которых состоят более крупные органические молекулы.
Молекулы диметилэфира были найдены в протопланетном диске вокруг молодой звезды IRS 48 (другое обозначение Oph-IRS 48), расположенной на расстоянии 444 световых года от нас в созвездии Змееносца. Звезда уже неоднократно исследовалась, так как её диск содержит асимметричную “пылевую ловушку”, по форме напоминающую орех кешью. Эта область, вероятно, образовалась в результате того, что между звездой и пылевой ловушкой находится новорождённая планета или маломассивная звезда-компаньон. В ловушке скопилось множество пылевых зёрен размером около миллиметра, которые могут сбиваться в кучи, разрастающиеся в объекты километрового размера – кометы, астероиды и в потенциале даже планеты.
Как полагают, в протозвёздных облаках ещё до рождения в них звёзд образуется много сложных органических молекул, таких, как диметилэфир. В этих холодных средах атомы и простые молекулы, например окись углерода, прилипают к пылевым зёрнам, образуя слой льда. В нём идут химические реакции, в результате которых образуются более сложные молекулы. Недавно исследователи обнаружили, что пылевая ловушка в IRS 48 является хранилищем такого богатого сложными молекулами льда, покрывающего пылевые частицы. Именно в этой области диска теперь открыты следы молекул диметилэфира: когда под действием тепла от IRS 48 лёд сублимирует в газ, захваченные в ловушку молекулы, унаследованные от холодных облаков, освобождаются и регистрируются антеннами ALMA.
“Ещё интереснее то, что теперь мы знаем: эти более крупные и сложные молекулы могут входить в состав формирующихся в диске планет", – говорит соавтор работы Алиса Бут. “Раньше об этом не догадывались: в большинстве систем эти молекулы скрыты во льду.”
Открытие диметилэфира указывает на то, что в ледяных структурах протопланетных дисков могут скрываться и многие другие сложные молекулы, обычно регистрируемые в областях звездообразования. Эти молекулы – предшественницы пребиотических молекул, таких, как аминокислоты и сахара, входящих в число основных «строительных кирпичиков» жизни.
Таким образом, изучая образование и эволюцию сложных молекул в протопланетных дисках, исследователи могут лучше понять, как пребиотические молекулы попадают на планеты, в том числе и на нашу собственную. “Мы страшно довольны тем, что теперь можем проследить весь путь сложных молекул от облаков, из которых образуются звезды, до протопланетных дисков и комет. Есть надежда, что, продолжая наши наблюдения, мы сможем ещё на шаг приблизиться к пониманию происхождения пребиотических молекул в Солнечной системе", – говорит Нинке ван дер Марел, сотрудница Лейденской обсерватории.
Будущие наблюдения IRS 48 на телескопе ELT, который сейчас строится в Чили и должен начать работу в конце этого десятилетия, позволят группе изучить химию самых внутренних областей диска, где могут формироваться планеты, похожие на Землю.
