Pixabay License. Volné pro komerční užití

Dimethylether: našli dosud největší molekulu v protoplanetárním disku

Řada složitých organických molekul, jako například dimethylether, vzniká v oblacích hmoty dokonce předtím, než se v nich začnou tvořit nové hvězdy.

Tým z Laidenské observatoře v Nizozemí pracující s radioteleskopem ALMA v Chile poprvé zaznamenal dimethylether v disku hmoty, ve kterém probíhá formování planet. Sloučeninu tvoří devět atomů a jde tak o největší molekulu, jaká byla dosud v discích tohoto typu identifikována. Z chemického hlediska se jedná o prekurzor větších organických molekul, které by mohly stát na počátku vývoje života.

„Díky těmto výsledkům se můžeme naučit mnoho nového o původu života na naší planetě a získat lepší představu o možnostech jeho existence v jiných planetárních systémech. Je úžasné vidět, jak tyto objevy zapadají do jednoho uceleného obrazu,“ říká Nashanty Brunken (Leiden Observatory, Leiden University, Nizozemí), vedoucí autorka studie publikované ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.

Dimethylether (také methoxymethan, CH3OCH3) je organická látka, kterou běžně pozorujeme v oblacích s probíhající tvorbou hvězd. Dosud ale nebyla objevena v disku hmoty, ve kterém vznikají planety. Kromě toho se pravděpodobně podařilo zachytit také methylformiát (methylester kyseliny mravenčí, HCOOCH3), sloučeninu s molekulou podobnou dimethyletheru, která rovněž patří ke stavebním kamenům složitějších organických látek.

„Je opravdu vzrušující, že jsme konečně detekovaly tyto velké molekuly v protoplanetárních discích, protože jsme si z počátku myslely, že je vůbec nebude možné pozorovat,“ říká spoluautorka článku Alice Booth (rovněž Laiden Observatory).

Látky byly objeveny v protoplanetárním disku kolem hvězdy IRS 48 (Oph-IRS 48) pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), jehož spoluvlastníkem je ESO. IRS 48 leží asi 444 světelných let od nás a na obloze ji naleznete v souhvězdí Hadonoše. V nedávné době se tato hvězda stala objektem řady studií, protože v jejím disku se nachází asymetrický útvar (tvarem připomínající kešu oříšek) označovaný jako „prachová past“ (dust trap). Struktura se pravděpodobně zformovala působením mladé planety nebo hvězdného souputníka ležícího mezi centrální hvězdou a prachovou pastí. V oblasti je zachyceno značné množství milimetrových částic prachu, které se mohou dále spojovat a narůst do podoby kilometrových objektů – komet, planetek a potenciálně až planet.

Předpokládá se, že řada složitých organických molekul, jako například dimethylether, vzniká v oblacích hmoty dokonce předtím, než se v nich začnou tvořit nové hvězdy. V tomto mimořádně chladném prostředí atomy a jednoduché molekuly jako oxid uhelnatý (CO) ulpívají na povrchu prachových zrn a vytvářejí ledový povrch. Zde pak probíhají chemické reakce, při kterých mohou vznikat složitější látky. Jak se nedávno ukázalo, prachová past v systému IRS 48 je také rezervoárem ledu. Vyskytují se zde prachové částice pokryté ledem bohatým na složité organické molekuly. A právě v této oblasti disku byly pomocí ALMA nalezeny známky přítomnosti dimethyletheru. Při ohřevu částic zářením hvězdy dochází k sublimaci ledu na plyn, vzniklé molekuly jsou uvolněny a stanou se detekovatelnými.

„Na tomto objevu je ale nejvíce vzrušující fakt, že, jak nyní víme, jsou tyto větší složitější molekuly k dispozici, aby obohatily hmotu, ze které se v disku formují planety,“ vysvětluje Alice Booth. „To jsme dříve nevěděly, jelikož u většiny systémů jsou tyto látky ukryty v ledu.“

Objev dimethyletheru naznačuje, že řada dalších složitých molekul běžně detekovaných v oblastech s probíhající tvorbou hvězd by se mohla ukrývat také na ledových objektech v protoplanetárních discích. Tyto molekuly jsou prekurzory prebiotických molekul jako například aminokyselin a cukrů, které patří k základním stavebním kamenům života.

Výzkumem jejich vzniku a vývoje můžeme získat lepší představu o tom, jak se prebiotické molekuly staly součástí planet, včetně té naší. „Velmi nás těší, že nyní můžeme začít sledovat celou cestu těchto komplexních molekul od oblaků mezihvězdného plynu a prachu, kde se rodí hvězdy, až k protoplanetárním diskům a kometám. Věříme, že další pozorování nás mohou posunout o další krok blíže k pochopení původu prebiotických molekul i ve Sluneční soustavě,“ dodává spoluautorka studie Nienke van der Marel (rovněž Leiden Observatory).

Budoucí výzkum hvězdy IRS 48 pomocí dalekohledu ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který je budován v Chile a měl by zahájit vědeckou činnost ve druhé polovině tohoto desetiletí, umožní zkoumat chemii těch nejvnitřnějších oblastí tohoto disku, kde by se mohly utvářet planety podobné Zemi.

Výzkum byl prezentován v článku „A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether“ (doi: 10.1051/0004-6361/202142981), který byl zveřejněn ve vědeckém časopise Astronomy and Astrophysics.

tisková zpráva Evropské jižní observatoře 2022/5

AV ČR zve na Noc vědců

V pátek 30. září se lidem otevřou běžně nepřístupné vědecké budovy a laboratoře. Do celoevropské …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close