Astronomen die de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruiken, hebben de zwakke moleculaire vingerafdruk gedetecteerd van methylchloride - een chemische stof die gewoonlijk wordt geproduceerd door industriële en biologische processen hier op aarde - rond een jonge ster die bekend staat als IRAS 16293-2422. Sporen van deze organische verbinding werden ook ontdekt in de dunne atmosfeer van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) door de Rosetta-ruimtesonde.

Methylchloride (CH3Cl), ook bekend als Freon-40, is een van een klasse van moleculen die bekend staat als organohalogenen. Deze nieuwe ALMA-waarneming is de eerste detectie ooit van een stabiel organohalogeen in de interstellaire ruimte. De resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Natuurastronomie .

De kosmische ontdekking van deze organische verbinding, echter, is teleurstellend nieuws voor astrobiologen, die eerder suggereerde te zoeken naar methylchloride in de atmosferen van buitenaardse werelden als een mogelijke indicator van leven. De recente ontdekkingen van ALMA en Rosetta doen twijfel rijzen over dat voorstel, echter. Ze geven aan dat methylchloride zich van nature in interstellaire wolken vormt en lang genoeg blijft bestaan ​​om deel uit te maken van een zich vormend zonnestelsel.

IRAS 16293-2422 is een verzameling van verschillende babysterren, of protosterren, elk ongeveer dezelfde massa als onze zon. Het bevindt zich op ongeveer 400 lichtjaar van de aarde en wordt nog steeds omringd door zijn geboortecocon van stof en gas.

"Organohalogenen vinden in de buurt van deze jonge, Zon-achtige sterren was verrassend, " zei hoofdauteur Edith Fayolle, een onderzoeker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) in Cambridge, Massa., op het moment van de ontdekking. "We hebben de vorming ervan gewoon niet voorspeld en waren verrast om het in zulke significante concentraties te vinden. Het is nu duidelijk dat deze moleculen zich gemakkelijk vormen in stellaire kraamkamers, inzicht verschaffen in de chemische evolutie van zonnestelsels, inclusief die van ons."

"ALMA's ontdekking van organohalogenen in het interstellaire medium vertelt ons ook iets over de startvoorwaarden voor organische chemie op planeten. Een dergelijke chemie is een belangrijke stap in de richting van het ontstaan ​​van leven, " zei Karin Öberg, een astrochemicus bij CfA en co-auteur van de studie. "Op basis van onze ontdekking, organohalogenen zijn waarschijnlijk een bestanddeel van de zogenaamde 'oersoep', zowel op de jonge aarde als op nieuw gevormde rotsachtige exoplaneten."

ALMA kan functioneren als een interstellaire chemische analysator door de zwakke radiosignalen te detecteren die van nature door moleculen in de ruimte worden uitgezonden. Elk molecuul heeft een kenmerkende vingerafdruk, of reeks spikes, in het radiospectrum. Voor grote, organische moleculen, echter, dat signaal kan moeilijk te detecteren zijn. Grotere moleculen zenden een groter bereik uit, hoewel later zwakker, reeks pieken in het spectrum. Er zijn ongelooflijk gevoelige instrumenten zoals ALMA nodig om het veelbetekenende signaal van moleculen zoals methylchloride te onderscheiden.

Het Rosetta-ruimtevaartuig kon het molecuul in de atmosfeer van komeet 67P/C-G detecteren met behulp van het ingebouwde instrument dat bekend staat als de Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA).

"ROSINA was in staat om enkele moleculen rond de komeet te vangen, scheid ze door massa, en tel ze met een voortreffelijke precisie, " zei Kathrin Altwegg van de Universiteit van Bern, Zwitserland, en hoofdonderzoeker van ROSINA. "Dit zeer gevoelige instrument stelde ons in staat om een ​​groot aantal chemicaliën rond de komeet te detecteren, inclusief degene die ook ver van ons zonnestelsel door ALMA is ontdekt."

De onderzoekers merken ook op dat overvloedige organohalogenen rond een jonge zon-achtige analoog aantoont dat de organische chemie die aanwezig is in het interstellaire medium halogenen omvat, die voorheen niet bekend was.

In aanvulling, zowel ALMA als Rosetta detecteerden dit molecuul in vergelijkbare hoeveelheden. Aangezien kometen een overblijfsel zijn van de vorming van ons zonnestelsel en een chemische vingerafdruk van die tijd behouden, de nieuwe waarnemingen ondersteunen het idee dat een jong zonnestelsel de chemische samenstelling van zijn moederstervormende wolk kan erven.

"Dit doet, echter, werpt de vraag op:hoeveel van de organische inhoud van de komeet is rechtstreeks geërfd van de vroege stadia van stervorming?" zei Fayolle. "Er moeten extra zoekopdrachten worden uitgevoerd naar organohalogenen rond andere protosterren en kometen om het antwoord te vinden."