Впечатление этого художника показывает планету, образующий планету, вокруг Star V883 Orionis. Во внешней части диска летучие газы замораживаются как лед, который содержит сложные органические молекулы. Взрыв энергии из звезды нагревает внутренний диск до температуры, которая испаряет лед и высвобождает сложные молекулы, позволяя астрономам обнаружить его. На вставном изображении показана химическая структура сложных органических молекул, обнаруженных и предполагаемых в протопланетическом диске (слева направо): пропионитрил (этил цианид), гликолонитрил, аланин, глицин, этиленгликол и ацетонитрил (метилотоцианин). Кредит: ESO / L. Calçada / T. Müller (MPIA / HDA)
Используя большой миллиметровый/субмиллиметр (ALMA), команда астрономов, возглавляемой Абубакаром Фадулом из Института астрономии Макса Планка (MPIA), обнаружила сложные органические молекулы, включая первое осторожное обнаружение этилен -гирколя и гликолонитрила, в протостере -протостере или гликолонитриле.
Эти соединения считаются предшественниками строительных блоков жизни. Сравнение различных космических среда показывает, что численность и сложность таких молекул увеличиваются от звездных областей до полностью развитых планетных систем. Это говорит о том, что семена жизни собираются в космосе и широко распространены.
Результаты опубликованы в астрофизических журнальных буквах.
Астрономы обнаружили сложные органические молекулы (COMS) в различных местах, связанных с планетой и звездной формированием. COMS представляют собой молекулы с более чем пятью атомами, по крайней мере, одним из которых является углерод. Многие из них считаются строительными блоками жизни, такие как аминокислоты и нуклеиновые кислоты или их предшественники.
Открытие 17 COMS в протопланетическом диске V883 Orionis, включая этиленгликол и гликолонитрил, обеспечивает давнюю часть головоломки в эволюции таких молекул между предшествующими стадиями и следуя формированию звезд и их планеты. Гликолонитрил является предшественником аминокислот глицин и аланина, а также аденин -нуклеобазы.
Сборка пребиотических молекул начинается в межзвездном пространстве
«Наши выводы указывают на прямую линию химического обогащения и растущей сложности между межзвездными облаками и полностью развитыми планетарными системами», — говорит Фадул.
Переход от холодного протостара к молодой звезде, окруженной диском пыли и газа, сопровождается сильной фазой шокированного газа, интенсивного излучения и быстрого выброса газа.
Такие энергетические процессы могут разрушить большую часть сложной химии, собранной на предыдущих этапах. Таким образом, ученые изложили так называемый сценарий сброса, в котором большинство химических соединений, необходимых для развития в жизнь, должны быть воспроизведены на термозвезетчатых дисках при формировании кометов, астероидов и планет.
«Теперь кажется, что наоборот-это правда»,-отмечает ученый и соавтор MPIA Камбер Шварц. «Наши результаты показывают, что протопланетарные диски наследуют комплексные молекулы с более ранних стадий, и образование сложных молекул может продолжаться на стадии протопланетического диска».
Действительно, период между энергетической протостеллярной фазой и установлением протопланетарного диска — самостоятельно — слишком коротко, чтобы COMS формировалось в обнаруживаемых количествах.
В результате условия, которые предопределяют биологические процессы, могут быть широко распространены, а не ограничиваться отдельными планетарными системами.
Астрономы обнаружили самые простые органические молекулы, такие как метанол, в плотных областях пыли и газа, которые предшествуют образованию звезд. В благоприятных условиях они могут даже содержать сложные соединения, включающие этиленгликоль, один из видов, которые теперь обнаружены в V883 Orionis.
«Недавно мы обнаружили, что этиленгликоль может быть сформирован путем ультрафиолетового облучения этаноламином, молекулы, которая была недавно обнаружена в космосе»,-добавляет Тушар Сухасария, соавтор и глава Mpia’s Origins of Life Lab. «Этот вывод подтверждает идею о том, что этиленгликоль может образовываться в этих средах, но также на более поздних стадиях молекулярной эволюции, где доминирует ультрафиолетовое облучение».
Более развитые агенты, решающие для биологии, такие как аминокислоты, сахара и нуклеобазы, которые составляют ДНК и РНК, присутствуют в астероидах, метеоритах и коме в рамках солнечной системы.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Похоронен во льду; Вновь заново звезд
Химические реакции, которые синтезируют эти композиции, встречаются в холодных условиях, предпочтительно на ледяных пылевых зернах, которые впоследствии коагулируют образующие более крупные объекты. Скрытые в этих смесях скалы, пыли и льда, они обычно остаются незамеченными. Доступ к этим молекулам возможен только путем копания для них с помощью пространственных зондов или внешнего нагрева, что испаряется лед.
В солнечной системе солнце нагревает кометы, что приводит к впечатляющим хвостам газа и пыли, или кому, по существу газообразными конвертами, которые окружают кометральные ядра. Таким образом, спектроскопия-радуга, похожая на рассечение света-может получить выбросы освобожденных молекул. Эти спектральные отпечатки пальцев помогают астрономам идентифицировать молекулы, ранее похороненные на льду.
Подобный процесс нагрева происходит в системе Orionis V883. Центральная звезда все еще растет, накапливая газ с окружающего диска, пока в конечном итоге не разжигает огонь слияния в своей сути. В течение этих периодов роста инфлярирующий газ нагревается и дает интенсивные вспышки радиации.
«Эти вспышки достаточно сильны, чтобы нагреть окружающий диск, поскольку в противном случае ледяные среды высвобождают химические вещества, которые мы обнаружили», — объясняет Фадул.
«Сложные молекулы, в том числе этиленгликоль и гликолонитрил, излучают на радиочастотах. Алма идеально подходит для обнаружения этих сигналов», — говорит Шварц.
Астрономы MPIA были награждены доступом к этому радио -интерферометру через Европейскую южную обсерваторию (ESO), которая управляет им в чилийской пустыне Атакама на высоте 5000 метров. Алма позволила астрономам точно определить систему Orionis V883 и искать слабые спектральные подписи, что в конечном итоге привело к обнаружениям.
Дополнительные проблемы впереди
«Несмотря на то, что этот результат интересен, мы до сих пор не распутывали все подписи, которые мы нашли в наших спектрах», — говорит Шварц. «Данные с более высоким разрешением подтвердят обнаружения этиленгликоля и гликолонитрила и, возможно, даже выявит более сложные химические вещества, которые мы просто еще не идентифицировали».
«Возможно, нам также нужно посмотреть на другие области электромагнитного спектра, чтобы найти еще более развитые молекулы», — отмечает Фадул. «Кто знает, что еще мы могли бы обнаружить?»
Информация от: обществом Макса Планка
