Pressmeddelande

ALMA hittar ingrediens för liv runt unga sollika stjärnor

8 juni 2017

ALMA har hittat spår av metylisocyanat - en av livets kemiska byggstenar – hos nyfödda stjärnor som i framtiden att likna solen. Det är första gången som den här prebiotiska molekylen upptäckts hos sollika protostjärnor, av samma typ från vilken vårt solsystem utvecklats. Upptäckten kan hjälpa astronomer att förstå hur liv uppstod på jorden.

Två forskarlag har med hjälp av det kraftfulla teleskopet Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile upptäckt den prebiotiska, komplexa organiska molekylen metylisocyanat [1] i flerstjärnesystemet IRAS 16293-2422. Det ena forskarlaget leddes av Rafael Martín-Doménech vid Centro de Astrobiología i Madrid, Spanien, och Victor M. Rivilla från INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri i Florens, Italien, och det andra av Niels Ligterink vid Leidenobservatoriet i Nederländerna och Audrey Coutens vid University College London, Storbritannien.

– Detta stjärnsystem verkar bara ge oss mer och mer! Efter upptäckten av en sockerart har vi nu upptäckt metylisocyanat. Denna familj av organiska molekyler är involverade i syntesen av peptider och aminosyror som, i form av proteiner, är den biologiska grunden för liv som vi känner till det, förklarar Niels Ligterink och Audrey Coutens [2].

Med hjälp av ALMA:s kunde båda teamen observera radiostrålning från molekylen vid flera olika karaktäristiska våglängder [3]. De fann de unika kemiska kännetecknen inuti de varma, täta inre områden av den kokong av stoft och gas som omringar de nyligen födda unga stjärnorna. Båda team identifierade och isolerade signaturerna för den komplexa organiska molekylen metylisocyanat [4]. De följde sedan upp detta med kemiska datormodeller och laboratorieexperiment för att kunna nå en bättre förståelse av molekylens ursprung [5].

IRAS 16293-2422 är ett flerstjärnesystem bestående av väldigt unga stjärnor, omkring 400 ljusår bort i det stora stjärnbildande området Rho Ophiuchi som ligger i stjärnbilden Ormbäraren. De nya resultaten från ALMA visar att metylisocyanatgas omger var och en av dessa unga stjärnor.

Jorden och de andra planeterna i vårt solsystem bildades från materialet som var kvar efter att solen bildats. Att studera sollika protostjärnor kan därför öppna upp nya fönster till vår förflutna för astronomer, genom att observera förhållanden liknande de som ledde till bildandet av solsystemet för mer än 4,5 miljarder år sedan.

Rafael Martín-Doménech och Víctor M. Rivilla är förstaförfattare till en av två nya artiklar om upptäckten.

– De här resultaten är tycker vi särskilt spännande eftersom dessa protostjärnor är väldigt lika vår egen sol som den var vid livets början, och med förhållanden som är väl lämpade för att bilda jordstora planeter. Genom att upptäcka prebiotiska molekyler i denna studie kan vi nu ha hittat ytterligare en pusselbit i våra försök att förstå hur livet kom till på vår egen planet, kommenterar de.

Niels Ligterink är mycket glad över de stödjande laboratorieresultaten.

– Förutom att upptäcka molekylerna vill vi också förstå hur de har bildats. Våra laboratorieexperiment visar att metylisocyanat bildades på isiga partiklar under väldigt kalla förhållanden som liknar den interstellära rymden. Detta tyder på att denna molekyl – och således även grunden för peptidbindningar – sannolikt finns nära de flesta unga, sollika stjärnorna, avslutar han.

 

Noter

[1] I astrokemi definieras en komplex organisk molekyl av att den består av sex eller fler atomer, där åtminstone en av dem är kol. Metylisocyanat består av atomer av kol, väte, kväve och syre i den kemiska konfigurationen CH₃NCO. Denna mycket giftiga substans var huvudorsaken till dödsfallen i den tragiska Bhopalkatastrofen år 1984.

[2] Systemet studerades tidigare av ALMA under 2012 och då fann man molekyler från det enkla sockret Glykolaldehyd som är ytterligare en ingrediens för liv.

[3] Forskarlaget lett av Rafael Martín-Doménech använde nya och arkivdata av protostjärnan från en rad av olika vågländer i ALMA:s mottagarband 3, 4 och 6. Niels Ligterink och hans kollegor använde data från ALMA:s Protostellar Interferometric Line Survey (PILS), som ämnar att kartlägga den kemiska komplexiteten i IRAS 16293-2422 genom att avbilda hela våglängdsområdet som täcks av ALMA:s band 7 på väldigt små skalor liknande storleken hos vårt solsystem.

[4] Forskarlaget utförde spektrografiska analyser av protostjärnans ljus för att bestämma de kemiska komponenterna. Den mängd av metylisocyanat som de upptäckte med respekt till det molekylära vätet och andra spårämnen, är jämförbart med tidigare upptäckter omkring två massiva protostjärnor (t.ex. inuti den massiva varma molekylkärnan i Orion KL och den norra delen av Sagittarius B2).

[5] Martín-Doménechs forskarlag genomförde kemiska modeller av hur metylisocyanat kan bildas där gas och stoft finns och kan växelverka. De observerade att mängden av molekylen kunde förklaras av kemin på ytan av stoftkorn i rymden, följt av kemiska reaktioner i gasen. Utöver det demonstrerade Ligterinks forskarlag med hjälp av experiment i mycket kalla och extrema vakuumförhållanden i deras laboratorium i Leiden att molekylen kan bildas under extremt kalla temperaturer, ner tlll 15 Kelvin (-258 grader Celcius).

 

Mer information

Resultaten presenteras i två forskningsartiklar: “First Detection of Methyl Isocyanate (CH3NCO) in a solar-type Protostar” av R. Martín-Doménech m. fl. och “The ALMA-PILS survey: Detection of CH3NCO toward the low-mass protostar IRAS 16293-2422 and laboratory constraints on its formation” av N. F. W. Ligterink m. fl. Båda forskningsartiklarna publiceras i samma utgåva av tidsskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Det ena forskarlaget består av R. Martín-Doménech (Centro de Astrobiología, Spanien), V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), I. Jiménez-Serra (Queen Mary University of London, Storbritannien), D. Quénard (Queen Mary University of London, Storbritannien), L. Testi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien; ESO, Garching, Tyskland; Excellence Cluster “Universe”, Tyskland) och J. Martín-Pintado (Centro de Astrobiología, Spanien).

Det andra forskarlaget består av N. F. W. Ligterink (Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory, Nederländerna), A. Coutens (University College London, Storbritannien), V. Kofman (Sackler Laboratory for Astrophysics, Nederländerna), H. S. P. Müller (Universität zu Köln, Tyskland), R. T. Garrod (University of Virginia, USA), H. Calcutt (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Danmark), S. F. Wampfler (Center for Space and Habitability, Schweiz), J. K. Jørgensen (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Danmark), H. Linnartz (Sackler Laboratory for Astrophysics, Nederländerna) och E. F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Nederländerna; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Tyskland).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel: Martín-Doménech et al. 2017
• Forskningsartikel: Ligterink et al. 2017
• Bilder på ALMA

Kontakter

Rafael Martín-Doménech
Centro de Astrobiología
Madrid, Spain
E-post: rmartin@cab.inta-csic.es

Victor Rivilla
INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
E-post: rivilla@arcetri.astro.it

Audrey Coutens
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux
France
E-post: audrey.coutens@u-bordeaux.fr

Niels Ligterink
Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory
Netherlands
Tel: +31 (0) 71 527 5844
E-post: ligterink@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1718 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.