Astronomen die ALMA gebruiken, hebben complexe organische moleculen ontdekt rond de jonge ster V883 Ori. Een plotselinge uitbarsting van deze ster laat moleculen vrij van de ijzige verbindingen in de planeetvormende schijf. De chemische samenstelling van de schijf is vergelijkbaar met die van kometen in het moderne zonnestelsel. Gevoelige ALMA-waarnemingen stellen astronomen in staat om de evolutie van organische moleculen te reconstrueren vanaf de geboorte van het zonnestelsel tot de objecten die we vandaag zien.

Het onderzoeksteam onder leiding van Jeong-Eun Lee (Kyung Hee University, Korea) gebruikte de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) om complexe organische moleculen te detecteren, waaronder methanol (CH ₃ OH), aceton (CH ₃ COCH ₃ ), aceetaldehyde (CH ₃ CHO), methylformiaat (CH ₃ OHO), en acetonitril (CH ₃ CN). Dit is de eerste keer dat aceton ondubbelzinnig werd gedetecteerd in een planeetvormend gebied of protoplanetaire schijf.

Verschillende moleculen zijn bevroren in ijs rond micrometergrote stofdeeltjes in protoplanetaire schijven. V883 Ori's plotselinge opflakkering verwarmt de schijf en sublimeert het ijs, die de moleculen in gas afgeeft. Het gebied in een schijf waar de temperatuur de sublimatietemperatuur van de moleculen bereikt, wordt de 'sneeuwlijn' genoemd. De stralen van sneeuwlijnen zijn ongeveer een paar astronomische eenheden (au) rond normale jonge sterren, echter, ze worden bijna 10 keer vergroot rond barstende sterren.

"Het is moeilijk om met de huidige telescopen een schijf op de schaal van een paar au af te beelden, "zei Lee. "Echter, rond een uitbarstingsster, ijs smelt in een groter gebied van de schijf en het is gemakkelijker om de verdeling van moleculen te zien. We zijn geïnteresseerd in de distributie van complexe organische moleculen als de bouwstenen van het leven."

Ijs, inclusief bevroren organische moleculen, nauw verband zou kunnen houden met het ontstaan ​​van het leven op planeten. In ons zonnestelsel, kometen staan ​​in het middelpunt van de belangstelling vanwege hun rijke ijzige verbindingen. Bijvoorbeeld, De legendarische komeetontdekkingsreiziger Rosetta van de European Space Agency vond een rijke organische chemie rond de komeet Churyumov-Gerasimenko. Men denkt dat kometen gevormd zijn in het buitenste koudere gebied van het proto-zonnestelsel, waar de moleculen in ijs zaten. Het onderzoeken van de chemische samenstelling van ijs in protoplanetaire schijven is direct gerelateerd aan het onderzoeken van de oorsprong van organische moleculen in kometen, en de oorsprong van de bouwstenen van het leven.

Dankzij ALMA's scherpe zicht en de vergrote sneeuwgrens als gevolg van de opflakkering van de ster, de astronomen verkregen de ruimtelijke verdeling van methanol en acetaldehyde. De verdeling van deze moleculen heeft een ringachtige structuur met een straal van 60 au, die twee keer zo groot is als de baan van Neptunus. De onderzoekers gaan ervan uit dat de moleculen binnenin deze ring onzichtbaar zijn omdat ze worden verduisterd door dik stoffig materiaal. en zijn onzichtbaar buiten deze straal omdat ze in ijs bevroren zijn.

"Aangezien rotsachtige en ijzige planeten zijn gemaakt van vast materiaal, de chemische samenstelling van vaste stoffen in schijven is van bijzonder belang. Een uitbarsting is een unieke kans om verse sublimaten te onderzoeken, en dus de samenstelling van vaste stoffen, " zegt Yuri Aikawa van de Universiteit van Tokio, een lid van het onderzoeksteam.

V883 Ori is een jonge ster die zich op 1300 lichtjaar van de aarde bevindt. Deze ster ervaart een zogenaamde FU Orionis-type uitbarsting, een plotselinge toename van de helderheid als gevolg van een uitbarstende stortvloed van materiaal dat van de schijf naar de ster stroomt. Deze uitbarstingen duren slechts in de orde van 100 jaar. Daarom, de kans om een ​​burst waar te nemen is vrij zeldzaam. Echter, aangezien jonge sterren met een breed scala aan leeftijden FU Ori-uitbarstingen ervaren, astronomen verwachten de chemische samenstelling van ijs te kunnen volgen tijdens de evolutie van jonge sterren.

Deze observatieresultaten worden gepubliceerd als Lee et al. "De ijssamenstelling in de schijf rond V883 Ori onthuld door zijn stellaire uitbarsting" in Natuurastronomie op 4 februari, 2019.