science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Eerste ontdekking van methanol in een warme planeetvormende schijf

Een kaart van de methanol (wit) in de planeetschijf rond de ster HD 100546. De rode lijn is de baan die de 'koude' planeet Neptunus zou hebben als hij om deze ster zou draaien. De witte methanol bevindt zich dus bijna volledig in het 'warme' deel van de planeetvormende schijf. Credit:ALMA/Booth et al.

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Alice Booth (Universiteit Leiden, Nederland) hebben methanol-ijs ontdekt in het warme deel van een planeetvormende schijf. De methanol kan daar niet zijn geproduceerd en moet zijn ontstaan ​​in de koude gaswolken waaruit de ster en de schijf zijn ontstaan. Dus, de methanol is erfelijk. Als dat gebruikelijk is, het zou de ontwikkeling van het leven een vliegende start kunnen geven. De onderzoekers publiceren hun bevindingen maandagavond in Natuurastronomie .

methanol, CH 3 OH, is een van de eenvoudigste complexe moleculen. Het wordt door astronomen beschouwd als een voorloper van de prebiotische chemie die essentieel is voor het leven, omdat het kan worden gebruikt om, bijvoorbeeld, aminozuren en eiwitten. Onderzoekers hadden al aangetoond dat methanol aanwezig is in een koude planeetvormende schijf rond een nabije ster, in kometen en in de koude gaswolken waaruit sterren ontstaan. Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, er is een groot reservoir met methanol ontdekt in een warme planeetvormende schijf.

Dit reservoir van methanol kan niet gevormd zijn in de warme schijf zelf, aangezien dit chemisch onmogelijk is. De onderzoekers stellen daarom voor dat het methanolijs al aanwezig was op de stofkorrels in de koude gaswolk waaruit de ster en de schijf zijn ontstaan.

Onderzoeksleider Alice Booth (Universiteit Leiden):"Dit is een zeer opwindend en verrassend resultaat. Terwijl warme methanol is gedetecteerd in de warme, jonge schijven, vanwege de aard van deze schijf is dit het eerste duidelijke waarnemingsbewijs dat complexe organische moleculen kunnen worden 'overgeërfd' van de eerdere koude donkere wolkenfase."

De ster HD 100546 heeft een grote protoplanetaire schijf. In 2013, een mogelijke planeet in wording werd gevonden in het koude buitengebied van deze schijf (oranje stip). De studie van vandaag gaat over het warmere binnenste deel van de schijf. De zwarte vlekken in het beeld zijn artefacten. Krediet:ESO/NASA/ESA/Ardila et al.

De onderzoekers deden hun waarnemingen op de planeetvormende schijf rond de veel bestudeerde ster HD 100546. Deze schijf en ster zijn ongeveer 10 miljoen jaar oud en bevinden zich op ongeveer 360 lichtjaar van de aarde in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg ( Muska).

De onderzoekers gebruikten het ALMA-observatorium, hoog gelegen in de Chileense Andes. De astronomen waren eigenlijk op zoek naar het eenvoudige molecuul zwavelmonoxide, maar tot hun verbazing ontdekten ze ook methanollijnen in hun spectra.

In de toekomst, de onderzoekers hopen meer gegevens te verzamelen, zodat ze de methanollijnen met een hogere ruimtelijke resolutie kunnen observeren. Ze gaan ook op zoek naar complexere zuurstofhoudende moleculen zoals dimethylether (C 2 H 6 O), methylformiaat (C 2 H 4 O 2 ) en aceetaldehyde (C 2 H 4 O). Deze moleculen, die ook voorkomen in kometen en donkere wolken, worden beschouwd als enkele van de belangrijkste ingrediënten voor prebiotische chemie.

Samengesteld beeld van de ster HD100546 (rechts) met het methanolreservoir (links) in het warme deel van de protoplanetaire schijf. Credit:ALMA/Booth et al. &ESO/NASA/ESA/Ardila et al.

De onderzoekers willen de hoeveelheden van deze stoffen in de planeetvormende schijf vergelijken met de hoeveelheden in kometen. Op deze manier, ze kunnen een beter idee krijgen van welk deel van de organische inhoud het stervormingsproces overleeft. En dat, beurtelings, is belangrijk voor een beter begrip van de chemische processen tijdens de vorming van planeten. Ten slotte, ijzige asteroïden zoals kometen zijn de bouwstenen van planeten.